CC BY
51
Динамика спектральных характеристик ЭЭГ в цикле сон — бодрствование у пациентов с локально обусловленной эпилепсией
Гребенюк О.В., Светлик М.В., Алифирова В.М., Пеккер Я.С.
Dynamic spectral response EEG for cyclus sleep — wakefulness by patient with locally-associated epilepsy
Grebenyuk O.V., Svetlik M.V., Alifirova V.M., Pekker Ya.S.
Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Введение
Симптоматическая локально обусловленная эпилепсия (СЛОЭ) является наиболее распространенным эпилептическим синдромом у взрослых. Несмотря на внедрение новых противоэпилептических препаратов (ПЭП) и совершенствование методов нейровизуализации, вопросы своевременной диагностики и эффективного лечения СЛОЭ продолжают оставаться актуальными.
В современных исследованиях показано, что удовлетворительные результаты в лечении могут быть получены почти у 70% пациентов с фокальными приступами [2]. Однако дальнейшее наблюдение дает иную картину — в 40% случаев приступы остаются резистентными к терапии [1]. В результате формируется хроническое (резистентное) течение заболевания, характеризующееся тем, что на фоне приема ПЭП экспансивный характер эпилептогенеза стагниру-ется, и у пациента продолжают возникать приступы.
По классическим представлениям основой патогенеза СЛОЭ являются нейроны эпилептического очага, способные посредством постоянной синаптической бомбардировки гиперсинхронными разрядами активировать процессы морфо-функциональной перестройки нейронных сетей в пользу формирования эпилептической системы [7]. Электроэнцефалографическим эквивалентом эпилептической синхронизации активности нейронов является нарастание амплитуды волн на ЭЭГ c появлением комплексов, характеризующих эпилептиформную активность [6].
Клинически формирование эпилептической системы характеризуется возникновением периодического ритма припадков, перемежающегося с эпизодами экзацербации. В свою
© Гребенюк О.В., Светлик М.В., Алифирова В.М., Пеккер Я.С.
очередь, изменения биоэлектрической активности (БЭА) мозга носят разнообразный характер и в большей степени отражают процессы дизрегуляции корковой нейродинамики, обусловленные как течением патологического процесса, так и приемом ПЭП.
Частое отсутствие эпилептиформных интериктальных изменений БЭА мозга при фокальных припадках у взрослых ставит под сомнение необходимость проведения рутинного исследования ЭЭГ в период бодрствования при СЛОЭ [11]. Диагностическую значимость ЭЭГ у взрослых повышают повторные исследования с провокационными пробами и регистрация БЭА мозга в период сна, когда маскирующий эффект экзогенных генераторов активности достоверно дезактуализируется, что способствует выявлению в записи характерных графоэле-ментов, отражающих патологическую активность [10].
В последние годы наряду с визуальной оценкой кривых в связи с широким внедрением способов цифрового представления аналоговых сигналов большое распространение получили методы математической обработки ЭЭГ, позволяющие оценить частотно-амплитудные характеристики регистрируемых биопотенциалов.
В ряде работ показано, что ЭЭГ пациентов с эпилепсией в период бодрствования отличает избыточная амплитуда и мощность во всех спектральных диапазонах, несмотря на отсутствие в записи эпилептических паттернов. Так, частотная характеристика большинства эпилептиформных феноменов попадает в полосу а- и р-ритма. В свою очередь, эволюция патологических нейронных сетей является триггер-ным процессом, запускающим саногенетические механизмы, препятствующие эпилептогенезу, функциональным от-
ражением которых считается появление медленно-волновой низкочастотной десинхронизирующей активности и отсутствие реакции на внешние стимулы [4].
Работ, посвященных сравнительной оценке топографии и выраженности церебральных ритмов в период сна у пациентов со СЛОЭ, в доступной литературе найти не удалось.
Можно предполагать, что исследование спектрального состава ЭЭГ у пациентов со СЛОЭ в различных физиологических состояниях предоставит дополнительную информацию о течении патологического процесса и окажется полезным для лечения этого заболевания.
Целью настоящей работы явилась оценка динамики спектральных характеристик ЭЭГ у пациентов со СЛОЭ в цикле сон — бодрствование в зависимости от клинической характеристики заболевания.
Материал и методы
Обследованы пациенты со СЛОЭ — 61 человек. Из них 44 пациента с резистентной формой заболевания, принимающие ПЭП (подгруппа СЛОЭ), и 17 пациентов с достоверным дебютом СЛОЭ до начала фармакотерапии (подгруппа de novo).
Критериями включения в исследуемую группу явились следующие:
— пациенты обоего пола от 18 до 60 лет;
— диагноз СЛОЭ базировался на определении заболевания, сформулированном последней ревизией Международной противоэпилептической лиги, и ставился исключительно при наличии повторных приступов [8];
— резистентный (хронический) характер эпилепсии. Под резистентной эпилепсией подразумевается эпилепсия, протекающая в течение 2 лет или более, при которой наблюдаются фокальные и вторично-генерализованные приступы, несмотря на лечение минимум двумя зарегистрированными противоэпилептическими препаратами по отдельности или вместе в адекватных дозах;
— впервые возникший или повторный эпилептический припадок в структуре патогенеза СЛОЭ вне связи с иными транзиторно воздействующими на мозг патологическими факторами. Достоверность дебюта СЛОЭ подтверждена катамне-стическим прослеживанием.
Были сформированы следующие группы сравнения: пациенты с верифицированными неэпилептическими пароксизмами движений во время сна (подгруппа парасомнии) — 16 человек; здоровые волонтеры, не имевшие эпилептиче-
ских приступов в анамнезе (подгруппа здоровых лиц), — 7 человек.
Методы исследования включали оценку пароксизмаль-ного, перинатального анамнеза, неврологического, когнитивного статусов. Пациентам, вошедшим в подгруппы СЛОЭ, de novo, парасомнии, проводилось МР-сканирование для выявления эпилептогенного повреждения коры головного мозга. Для оценки спектральных характеристик ЭЭГ регистрировали БЭА мозга в цикле сон — бодрствование. Продолженный видео-ЭЭГ-мониторинг проводился на аппарате «Нейрон-Спектр-4ВП» фирмы «Нейрософт».
Математическую обработку компьютерной ЭЭГ проводили с усреднением отведений по зонам и полям (рис. 1). Под зонами в данном случае понимался набор усредненных данных от определенных зон коры, например лобной, центральной и т.п. Под полями — набор отведений от определенных областей мозга, например, передняя лобно-височ-ная и задняя затылочно-височная и т.п. Таким образом, пытались уменьшить количество сравниваемых величин и увеличить чувствительность статистических тестов. Материалом для анализа послужили участки ЭЭГ, лишенные артефактов в период расслабленного бодрствования и в 1—2-ю стадию фазы медленного сна (ФМС) непосредственно перед наступлением Д-сна.
1 А 2
3 [4 ¡/
Зоны Поля
Рис. 1. Карта усреднений отведений ЭЭГ по полям и зонам
Математическая обработка включала в себя этап нахождения индексов ЭЭГ А, а, Р), интерпретацию полученных данных, поиск статистических различий между сформированными группами, усреднение данных по зонам и полям, сравнение полученных данных.
Статистическую обработку результатов проводили непараметрическими методами Манна—Уитни и Фридмана с использованием пакета Statistica 6.0.
Результаты и обсуждение
На первом этапе проводилась оценка различий в спектральных характеристиках ЭЭГ в период бодрствования и во время ночного сна по зонам в исследуемых подгруппах (рис. 2). Усреднение отведений по зонам позволило оценить вклад межполушарных взаимодействий в сенсорных и моторных отделах коры. При анализе по зонам в группе пациентов со СЛОЭ достоверно повышался индекс 0-, А- и а-ритмов во время сна по сравнению с периодом бодрствования. Напротив, индекс р-ритма в ФМС достоверно снижался в теменно-затылочных отведениях, так же как и у пациентов с дебютом СЛОЭ, тогда как в подгруппах лиц со снохожде-ниями и у здоровых людей показатели р-активности не различались в исследуемых физиологических состояниях.
В последние годы получен ряд новых данных, свидетельствующих о связи высокочастотной электрической активности мозга с процессами восприятия [13], внимания [5] и обработки семантической информации [12]. К настоящему вре-
мени считается доказанным, что именно на высоких частотах мозговой ритмики происходит синхронизация активности и функциональное объединение пространственно удаленных популяций нейронов при осуществлении сознательной деятельности [9].
Предполагается, что в эпилептической системе синхронные процессы протекают по тем же физиологическим принципам, за тем исключением, что к ответу на малые воздействия привлекаются достаточно обширные поля клеток, вызывая патологическую ритмику.
Выявленное повышение спектральной мощности в полосе Р-ритма в обеих подгруппах пациентов со СЛОЭ, вероятнее всего, отражает повышенную активность нейронных сетей, обслуживающих в период бодрствования не только физиологические процессы, связанные с обеспечением деятельности, но и патологическую нагрузку, связанную с течением заболевания.
СЛОЭ De novo Парасомнии Здоровые
_ 1—1 i г— 1 1
Фон — 2 - \ 2 1 L - 2 2 \
- ~3 i Ь ~ 3 4 ~3 — ~ з /
ч 4 4 4 У
р С J> с
а С С
0 с :> с с >
А С > С с
>1 - *• 1 > 1 / 1
ФМС ► >2 2 / Л 2 -> > 2 \
>3 ' 3 ->3 * > 3 J
Г ' г 4 4 - \ Л 4 1 г / \ 1
Рис. 2. Динамика изменения ритмов ЭЭГ в цикле сон — бодрствование по :
ритма в отнс
Установлено, что при парасомниях отмечались схожие по направленности с больными СЛОЭ изменения БЭА мозга в цикле сон — бодрствование. У пациентов с парасомниями зафиксировано увеличение индекса а-ритма в задних отде-
Направлением указателя отмечено достоверное увеличение исследуемого фон — ФМС
лах коры головного мозга, тогда как при СЛОЭ по всей кон-векситальной поверхности. В свою очередь, изменения исследуемых ритмов в подгруппе здоровых лиц выявило достоверное увеличение А-ритма в ФМС, что, собственно, и
является физиологической нормой динамики спектра ЭЭГ в цикле сон — бодрствование.
Зональное распределение а-ритма с преобладанием в затылочных отведениях является нормальным феноменом в период бодрствования. Согласно теории релейных тала-мических механизмов зональные различия корковых ритмов обусловлены регулирующим воздействием срединных структур мозга [3]. На современном уровне знаний парасомнии рассматриваются как признак индивидуальной задержки в созревании центральной нервной системы. По мере биологического роста и социального развития индивида происходит редукция клинического симптомокомплекса. Можно предполагать, что обнаруженные зональные различия в динамике а-ритма у пациентов с парасомниями обусловлены и, вероятно, являются отражением функциональной незрелости коры и подкорковых структур головного мозга.
На втором этапе проводилась оценка различий в спектральных характеристиках ЭЭГ в период бодрствования и
во время ночного сна по полям в исследуемых подгруппах (рис. 3).
В целом пересчет спектров по полям подтвердил выявленные закономерности в виде нарастания индекса Д-ритма в ФМС во всех группах, нарастание индекса а-ритма у пациентов с парасомниями в задних отделах мозга во время сна. В подгруппах СЛОЭ и de novo также отмечалась активация высокочастотных ритмов в период бодрствования преимущественно в затылочных отведениях. Представляется интересным, что у пациентов с дебютом СЛОЭ в отличие от хронической эпилепсии не наблюдалось увеличения индекса а-ритма в ФМС как при проведении анализа по зонам, так и по полям. Выявленный феномен ассоциировался с длительностью заболевания и, вероятно, может рассматриваться в качестве показателя нарастания патологической активности в период сна.
Рис. 3. Динамика изменения ритмов ЭЭГ в цикле сон — бодрствование по полям. Направлением указателя отмечено достоверное увеличение исследуемого
ритма в отношении фон — ФМС
Усреднение отведений по полям выполнялось для личие фокальных изменений на клиническом, морфологиче-оценки регионарных изменений БЭА мозга в исследуемых ском и нейрофизиологическом уровнях диагностики. Как ока-подгруппах. Как известно, критерием СЛОЭ является на- залось, у пациентов в подгруппе de novo наблюдались
регионарные изменения индекса 0-ритма, локализующиеся в правой лобно-центральной и левой височно-затылочной области. Не исключено, что назначение ПЭП и эволюция эпилептической системы постепенно приводят к нивелированию характерных для дебюта СЛОЭ регионарных изменений нейродинамики.
Заключение
Таким образом, проведенное исследование позволило оценить динамику изменения спектрального состава ЭЭГ у пациентов в различные периоды СЛОЭ (дебют, состояние резистентности), показало различия в организации БЭА мозга у пациентов с эпилепсией и неэпилептическими пароксизмами во время сна. Несмотря на современные возможности математической обработки компьютерной ЭЭГ, большой индивидуальный разброс получаемых результатов снижает диагностическое значение метода по сравнению с визуальной оценкой эпилептических паттернов.
Сон человека как универсальное фазовое состояние мозга позволяет выявить индивидуальную и обусловленную патологическим процессом динамику различных показателей ЭЭГ и может рассматриваться как дополнительная физиологическая проба при регистрации БЭА мозга, особенно во взрослом возрасте.
Авторы полагают, что описанный способ сравнения спектральных характеристик ЭЭГ в цикле сон — бодрствование нуждается в дальнейшем исследовании диагностической специфичности, но может быть рекомендован для контроля динамики индивидуальных параметров мозговой активности в процессе разработки схем лечения ПЭП у пациентов со СЛОЭ.
Литература
1. Броди М. Течение и рациональная терапия эпилепсии // Меж-дунар. конф. «Эпилепсия — медико-социальные аспекты, диагностика и лечение» / Под ред. Е.И. Гусева и А.Б. Гехт. М.: ЗАО «Светлица», 2004. С. 62—74.
2. Броун Т., Холмс Г. Эпилепсия. Клиническое руководство. Пер. с англ. М.: БИНОМ, 2006. 228 с.
3. Бушов Ю.В., Ходанович М.Ю., Иванов А.С., Светлик М.В. Системные механизмы восприятия времени. Томск: Изд-во Том. унта, 2007. 150 с.
4. Зенков Л.Р. Непароксизмальные эпилептические расстройства: Руководство для врачей. М.: МЕДпресс-информ, 2007. 280 с.
5. Данилова Н.Н., Астафьев С.В. Внимание человека как специфическая связь ритмов ЭЭГ с волновыми модуляторами сердечного ритма // Журн. высш. нервн. деят-сти. 2000. Т. 50. Вып. 5. С. 791—803.
6. Мухин К.Ю., Петрухин А.С., Глухова Л.Ю. Эпилепсия. Атлас электроклинической диагностики. М.: Альварес Паблишинг, 2004. 440 с.
7. Одинак М.М., Дыскин Д.Е. Эпилепсия: этиопатогенез, клиника, дифференциальная диагностика, медикаментозное лечение. СПб.: Политехника, 1997. 233 с.
8. Эпилептичесие синдромы. Диагностика и стандарты терапии (справочное руководство) / Сост. К.Ю. Мухин, А.С. Петрухин. М., 2005. 143 с.
9. Crick F, Ко^ С^ Аге wе aware оf пеига1 айм1у in рптагу visual со^ех? // Nature. 1995. V. 375. № 11. Р. 121—123.
10. Diagnosis and Management of Epilepsy in Adults. A National Clinical Guideline recommended for use in Scotland by the Scottish Intercollegiate Guidelines Network Pilot Edition. 1997 (www.sign.ac.uk).
11. Doppelbauer A., Zeitlhofer J., Zifko U. et al. Occurrence of epileptiform activity in the routine EEG of epileptic patients // Acta Neurol. Scand. 1993. V. 87. P. 345—352.
12. Рulvеrmullег F., Рriessl Н., Lutzenbеrger W. et al. Sресtгаl responses in the gamma-band: рhуziologiсаl signs of hidher cognitive processes? // Neuro Rероrt. 1995. Pt. 6. Р. 2057—2064.
13. Singer W. Response synchronization of cortical neurons: an epiphenomenon or solution to the binding problem? // Ibro News. 1991. V. 19. № 1. P. 6—7.
