Jak se orientovat v EEG? EEG = elektrofyziologická vyšetřovací metoda, při které je registrována bioelektrická aktivita mozku Petr Aulický Neurologická Klinika FN u sv. Anny v Brně
Fyziologický EEG
Hrubě patologický EEG
EEG křivka = vlny různé amplitudy (desítky mcv) a různého trvání (délky) Podle frekvence rozlišujeme vlny alfa (8-13 Hz), beta (nad 13 Hz), theta (4-8 Hz) a delta (pod 4 Hz) Pokud má sled vln stálou frekvenci = rytmus (aktivita)
Amplituda obvykle 20-50 µv Převládající aktivita u dospělých zdravých jedinců (v bdělém stavu, v klidu a při zavřených očích) Maximum nad zadními oblastmi hlavy Při otevření očí alfa aktivita mizí a znovu se objevuje po jejich zavření (alfa atenuační reakce AAR)
U zdravých jedinců převážně nad předními oblastmi hlavy V rámci AAR nahrazuje alfa aktivitu U neklidných jedinců může představovat převažující typ mozkové aktivity (i nad zadními oblastmi hlavy) Důsledek terapie barbituráty a benzodiazepiny (léková beta)
U dospělých jedinců se v hojné míře objevuje ve spánku U bdícího jedince výskyt theta vln je nález patologický Theta rytmus (v bdělosti) je dominantní v dětství do cca 3 let
U zdravého dospělého jedince se vyskytují jen v hlubokém spánku Jindy jejich nález znamená patologii Fyziologicky se delta vlny vyskytují v bdělosti u novorozenců a kojenců (do cca 6 měsíců)
Patologické EEG nálezy Nespecifické Specifické Lokalizované (fokální=ložiskové) Generalizované (difusní)
Nespecifická EEG patologie Theta a delta vlny nebo rytmy Výskyt fokální (tumory, kontuze, fokální ischemie, hemoragie, ) Výskyt difusní (záněty, degenerativní onemocnění, metabolické a toxické encefalopatie, ) O podstatě (strukturální či funkční) mozkové patologie EEG výsledek mnoho nenapoví
Nespecifická EEG patologie lokalizovaná
Intermittent slow, lateralized left hemisphere. This brief burst of delta activity is seen in the temporal and central areas. This is a much "weaker" finding than continuous slowing, and much less reliably associated with a structural lesion. This is indicative of mild dysfunction in that region.
Intermittent slow (intermitentní zpomalení) Lokalizovaná theta nebo delta Příznak lehčí mozkové léze lehčí mozkové dysfunkce (různé etiologie) Může být časnou manifestací závažnějších EEG abnormit (kontinuální zpomalení, epileptiformní abnormita) Intermittent slow continuous slow: tumor s progresí
Continuous slow, lateralized right hemisphere. The polymorphic delta activity is clearly predominant over the right hemisphere. This type of slowing almost invariably is associated with a structural hemispheric lesion. This patient had a large right middle cerebral artery infarct.
Continuous slow, lateralized left hemisphere. This polymorphic delta activity was continuous throughout the record. This patient had a left hemisphere neoplasm.
Continuous slow (kontinuální zpomalení) Lokalizovaná theta nebo delta Těžší stupeň postižení než intermittent slow Lokalizační význam pro přítomnost (progredující akutní, subakutní destruktivní i chronické stacionární) mozkové léze
Continuous slow (kontinuální zpomalení) Může být asociováno s dalšími abnormitami epileptickými abnormitami (low grade gliomy, meningeomy) či PLEDs (destruktivní léze, glioblastomy) Continuous slow intermittent slow: CMP s úzdravou Může přetrvávat hodiny po (fokálním) epileptickém záchvatu (lokalizační význam)
Nespecifická EEG patologie generalizovaná (encefalopatické vzorce)
Background slow (zpomalené pozadí) Dolní hranice alfa pásma (subalfa, theta i delta) podle stupně postižení Reaktivita (útlum otevřením očí) Příčiny: poruchy perfuze, poruchy metabolické, toxické (včetně léků), zánětlivé či degenerativní procesy Příznak difusní encefalopatie různého (lehčího) stupně, různé etiologie
Intermittent slow (intermitentní zpomalení) Zpomalené pozadí + intermitentně generalizovaná polymorfní theta nebo delta aktivita (obvykle delta) Encefalopatie stupně těžšího než background slow, lehčího než continuous slow
Continuous slow (kontinuální zpomalení) Generalizovaná polymorfní theta nebo delta aktivita (obvykle delta) areaktivní Obdobný význam jako background slow x těžší stupeň encefalopatie
Specifická EEG patologie Charakteristické nálezy u epileptických onemocnění Hroty (spikes): ze základní aktivity ostře vystupující vlny krátkého trvání 20-70 ms Ostré vlny (sharp waves): obdobně vyhlížející grafoelementy, jen delšího trvání 70-200 ms) Komplex hrot a pomalá vlna (SW, spike-wave) Komplex ostrá vlna-pomalá vlna Komplex mnohočetné hroty a pomalá vlna (PSW, polyspike-wave)
Specifická EEG patologie Specifické nálezy se u epileptických pacientů objevují nejen v průběhu epileptického záchvatu (iktálně), ale většinou i v mezizáchvatovém období (interiktálně) Negativní interikální EEG nález epilepsii nevylučuje! Charakter specifických výbojů a jejich distribuce mnohdy přesně odpovídají typu epilepsie a lokalizaci epileptického ložiska
Specifická EEG patologie fokální (fokální epilepsie)
Spike, left frontal region. Note the typical aftergoing slow wave. The referential montage (right panel) shows that the maximum is at Fp1 and F7 about equally, followed by F3.
Sharp waves, right temporo-occipital region. The sharp waves are, like any significant epileptiform discharges, followed by slowing and "disruption" of the background. The referential montage (right panel) confirms that the maximum is at T6, closely followed by O2.
EEG seizure, left temporal region. This is characterized by a rhythmic discharge with "build-up" (ie, evolution in frequency and amplitude).
Specifická EEG patologie difusní (generalizované epilepsie)
Spike, generalized. Note high amplitude and aftergoing background suppression and slow wave.
Sharp waves, multifocal. Sharp waves are seen at T4, T6, T5, and F3 on this 9- second segment. With other findings, this often is seen in symptomatic/cryptogenic epilepsies of Lennox-Gastaut type.
Generalized 3-Hz spike-wave complexes (SWCs). This pattern is very monomorphic, with maximum (shown here by phase reversal) frontally, typically at F3/F4. This is typical of idiopathic (ie, genetic) generalized epilepsies, such as absence epilepsy.
Polyspikes, generalized. Note aftergoing slow wave. This is associated with idiopathic (genetic) generalized epilepsies, most typically juvenile myoclonic epilepsy.
Nekonvulsivní status epilepticus Epileptický stav, který se neprojevuje křečemi Porucha vědomí od mírné konfuse po hluboké koma
Nekonvulsivní status epilepticus Negative symptoms Anorexia Aphasia/mutism Amnesia Catatonia Coma Confusion Lethargy Staring Positive symptoms Agitation/aggression Automatisms Blinking Crying Delirium Delusions Echolalia Facial twitching Laughter Nausea/vomiting Nystagmus/eye deviation Perseveration Psychosis Tremulousness
Nekonvulsivní status epilepticus Po srdeční zástavě 42% komatosních pacientů Po intracerebrálních hemoragiích 3-20% Po subarachnoideálních hemoragiích 4-19% Po operacích mozku 4-17% Po kraniocerebrálních traumatech 4-14% Po mozkových infarktech 2-9%
Nekonvulsivní status epilepticus > 35% pacientů po konvulsivním epileptickém statu Konvulsivní status epilepticus subtle SE (bezvědomí s minimálními motorickým symptomy) nekonvulsivní status epilepticus (elektromechanická disociace)
Nekonvulsivní status epilepticus NCSE proper (vlastní NCSE) mírná alterace vědomí Comatose NCSE (komatosní NCSE) hluboké koma NCSE proper----------------comatose NCSE Zařazení comatose NCSE (Periodické vzorce s epileptiformními výboji viz dále) mezi NCSE kontroverzní
Nekonvulsivní status epilepticus EEG a klinický stav pacienta se významně zlepší po aplikaci intravenosního antiepileptika Antiepileptic drug trial: Sequential small doses of a rapidly-acting IV AED (eg, fosphenytoin 10 mg/kg, valproate 20 mg/kg, levetiracetam 20 mg/kg, or lacosamide 200 mg) or a short-duration benzodiazepine (eg, midazolam at 1 mg/dose)
NCSE proper EEG of a 53-year-old man with one day history of acute confusion and slowness of motor responses, showing almost continuous generalized spike wave activity
NCSE proper EEG of the same patient following 4 mg of intravenous lorazepam, showing disappearance of all paroxysmal activity and mental clearing, highly suggestive of nonconvulsive status epilepticus
Comatose NCSE (typicky refrakterní k léčbě antiepileptiky) EEG of a 49-year-old comatose patient following severe anoxic encephalopathy, showing bisynchronous periodic epileptiform discharges = GPEDs
EEG vzorce u pacientů s poruchou vědomí V některých případech zůstává jejich klinický význam nejasný Nejasné je mnohdy také to, které z nich, a jak agresivně léčit
Seizure-suppression pattern EEG recording performed during therapeutic hypothermia from one representative patient who died. EEG shows discontinuous EEG background activity, alternating with generalized, electrical seizures ("seizure-suppression pattern"). EEG was nonreactive to painful stimuli
Periodické vzorce Vzorce charakterizované pravidelným opakováním hrotů, vln nebo komplexů (často vysoká amplituda) na abnormním pozadí (nízká amplituda) Generalizované (GED=generalized epileptiform discharges) Lateralizované (LED=lateralized epileptiform discharges)
Periodické vzorce Signalizují těžké strukturální nebo funkční postižení mozku Častější je u nich záchyt konvulsivních záchvatů Projev nestabilního interiktálně-iktálního kontinua Obvykle je hodnotíme jako vzorce interiktální, protože během klinicky manifestního záchvatu bývá přítomna rychlejší a rytmičtější aktivita
Periodické lateralizované epileptiformní výboje (PLEDs) Lateralizovane periodicke vzorce nejrůznějšich morfologii (od jednotlivych hrotů a ostrych vln trvajicich > 60 ms až po komplexy v trvani > 1 000 ms, s amplitudou 50 300µV) s různou periodicitou (0,3 4 s, nejvice 8 s).
Periodic lateralized epileptiform discharges (PLEDS), lateralized right hemisphere. PLEDS are associated with severe focal dysfunction and with acute destructive processes and very high (80%) risk of seizures.
Periodic lateralized epileptiform discharges (PLEDS), regional left centrotemporal. The classification as PLEDS already implies severe focal dysfunction. In addition, it indicates an acute destructive process and very high (80%) risk of seizures.
Periodické lateralizované epileptiformní výboje (PLEDs) U akutních a subakutních těžkých lokalizovaných destruktivních lézí u CMP (ischemických, hemoragických), tumorů, subdurálního hematomu, mozkového abscesu, herpes simplex encefalitidy Vědomí porušeno, neurologický deficit Mortalita 30-40%
Bilaterální nezávislé PLEDs (BIPLEDs) PLEDs, ktere jsou zachycovany nezavisle nad oběma hemisferami. Morfologicke charakteristiky a periodicita jsou stejne jako u PLEDs, i když jejich tvar se může nad oběma hemisferami lišit.
Bilaterální nezávislé PLEDs (BIPLEDs)
Bilaterální nezávislé PLEDs (BIPLEDs) Podkladem BIPLEDs jsou oboustranné akutní hemisferální léze Anoxie, meningoencefalitidy (herpes simplex encefalitida) Porucha vědomí- častěji koma Mortalita až 65%
PLEDs a BIPLEDs Asociace s akutními epileptickými záchvaty v 50-100% Záchvaty fokální či generalizované tonicko-klonické
Generalizované periodické epileptiformní výboje (GPEDs) Generalizovane ostre vlny, hroty, polyspiky či ostře konturovane delta vlny
Generalizované periodické epileptiformní výboje (GPEDs) Periodic pattern, generalized. The periodicity here is approximately 1 second.
Generalizované periodické epileptiformní výboje (GPEDs) Akutní či subakutní těžké difusní encefalopatie různé etiologie: zánětlivé, anoxické, metabolické, toxické (včetně lékové toxicity) Vzorec asociovaný téměř v 90 % s epileptickými záchvaty (záchvaty myoklonické) Porucha vědomí koma
Generalizované periodické epileptiformní výboje (GPEDs) Dobrá prognóza tam, kde jde o potenciálně reverzibilní poruchy (intoxikace, urémie, jaterní selhání), herpes simplex encefalitidu Špatná prognóza je hlavně tehdy, jestliže představují důsledek anoxického poškození
Burst-suppression pattern Skupiny generalizovaných hrotů, ostrých a pomalých vln (>0.5 s) jsou střídány úseky suprese = nízkovoltážní aktivita <10 µv (>50%)
Burst-suppression pattern Burst-suppression. Note that this is a 15-second segment, to show the periods of suppression (4-5 s) separated by the bursts. Suppression periods are characterized by activity less than 10 mv.
Burst-suppression pattern U extrémně těžkých toxických a anoxických encefalopatií, u mozkových traumat, u hlubokých stadií celkové anestesie, u hypotermie Porucha vědomí koma Výboje abnormních vzorců mohou být provázeny myokloniemi (anoxická encefalopatie)
Burst-suppression pattern Při nepříznivém klinickém průběhu často předchozí stadium vymizení EEG aktivity (elektrocerebrální inaktivita=eci) Burst-suppression a elektrocerebrální inaktivita mohou být způsobeny vysokými dávkami barbiturátů, benzodiazepinů a propofolu U intoxikací je vzorec podobně jako u celkové anestesie potenciálně reverzibilní Špatná prognóza je hlavně tehdy, jestliže představuje důsledek anoxického poškození
Trifázické vlny Periodicke, generalizovane, obvykle frontalně převažujici, vysokovoltažni (vice než 70 µv) pozitivni vlny předchazene a nasledovane nižši vlnou negativni (prvni negativni vlna byva nižši než druha)
Trifázické vlny Triphasic waves. Note the near continuous pattern of periodic triphasic waveforms, with a large frontal positivity (downgoing) preceded and followed by smaller negative deflections. The wave marked near the middle of the sample illustrates the classic anterior-posterior lag. This pattern is typically unreactive.
Trifázické vlny U metabolických encefalopatií, nejčastěji jaterní, ale i u urémie, lékových intoxikací (valproátová encefalopatie), elektrolytových poruch (hyponatrémie), Vědomí bývá porušeno: somnolence až sopor
Další méně obvyklé EEG nálezy u pacientů s poruchou vědomí
Alpha coma. Unlike a normal alpha rhythm, the alpha activity observed here is not posterior dominant, is continuous, and is nonreactive. If the entire record is present and the patient is known to be comatose, this qualifies as alpha coma.
Spindle coma. Note the prominent spindlelike activity at 13-16 Hz. Typically, spindlelike activity associated with coma is even more continuous than shown here, and unreactive. The term "spindle coma" is reserved for patients known to be comatose.
Beta coma. Prominent fast (beta) activity is noted at 15-22 Hz. To qualify as "excessive fast" activity, the pattern has to be the predominant frequency and excessive in amount (ie, nearly continuous and unreactive) and amplitude, ie, greater than the typical 30 microvolts of the normal beta activity. Note that this pattern could be seen in an awake patient, so that the term "beta coma" is reserved for patients known to be comatose.
Alpha, beta, spindle coma Encefalopatické, etiologicky nespecifické vzorce Častá asociace alfa-komatu s anoxií a betakomatu s intoxikací (benzodiazepiny, barbituráty) Reaktivita je dobrým prognostickým faktorem (beta koma) Reaktivní alfa nebo spindle aktivita nemá být klasifikována jako alfa nebo spindle koma
Background suppression a electrocerebral inactivity
Background suppression (BS) Generalizovaná suprese (oploštění) mozkové aktivity u nejtěžších encefalopatií Elektrocerebrální aktivita <10 mcv Při generalizovaném výskytu BS ve spojení s (hlubokým) komatem (extrémně) těžká difusní encefalopatie Při progresi klinického stavu se EEG nález zhoršuje směrem k ECI
Electrocerebral inactivity. The recording demonstrates no cerebral activity greater than 2 mv
Electrocerebral inactivity (ECI) Elektrocerebrální aktivita <2 mcv U normotermních a medikamentózně neovlivněných osob EEG korelát smrti mozku
EEG monitorace při terapii refrakterního SE celkovým anestetikem Propofol Midazolam Thiopental Cíl: Burst-suppression pattern minim. 24 h
Typically, a 1:10 burst to suppression ratio (Suppression Ratio of 90%) is chosen as an arbitrary endpoint
Využití EEG v intenzivní péči Detekce non-konvulsivních záchvatů (NCS) nebo non-konvulsivního epileptického statu (NCSE) Monitorace vzorce burst-suppression při barbiturátovém komatu (terapie refrakterního SE) Zisk prognostických informací (kraniocerebrální trauma, hypoxicko-ischemická encefalopatie po srdeční zástavě, subarachnoideální krvácení) Časná detekce fokálních ischemií (vasospasmy) u pacientů po subarachnoideálním krvácení Určování hloubky sedace (pacienti s nitrolební hypertenzí)