Uyku ve Uyanıklıktaki EEG aktiviteleri

Transkript

1 Uyku ve Uyanıklıktaki EEG aktiviteleri Dr.İbrahim Öztura DEÜTF Nöroloji Anabilim Dalı Klinik Nörofizyoloji Bilim Dalı DEÜH Uyku Bozuklukları ve Epilepsi İzlem Merkezi

2 Sunum planı EEG nin tanımı Temel özellikleri Kayıtlanması Elektrotlar EEG cihazları Montaj Uyanıklık EEG si Uyku EEG si

3 EEG tarihçe Hans BERGER Alman Nöropsikiyatrist İlk kayıt 1929

4 EEG nin kayıtlanması

5 Elektrotlar Giriş ile kayıtlama kısımları bulunan yalıtılmış iletken bir tel Saçlı deri elektrotları, derinin kayıt için hazırlanmasından sonra yerleştirilir. Metal disk ve kap elektrotlar genellikle 6-10 mm çapındadır. Özelleştirilmiş elektrotlar İğne elektrotlar, nazofaringeal elektrotlar, sfenoidal elektrotlar, elektrokortikografik ve derinlik elektrotları

6 Elektrotların yerleştirilmesi Elektrotlar saçlı deriye uluslararası sistemi ile yerleştirilmektedir Amaç(simetrik ve yinelenebilen) 3 temel nokta(nasion-inion-tragus) Toplam 21 kayıt ve bir toprak elektrot Kayıt elektrotları(harf-altharf-rakam) Toplam 5 adım

7 Uluslararası sistemi

8 Elektrot empedansı 100 ile 5 kilo ohm arasında olmalıdır. Çok düşük ya da yüksek empedanslar tercih edilmez Çok düşük empedanslar iki elektrot arası kısa devreyi düşündürür Çok yüksek empedanslar ise düşük empedanslı bir elektrotla amplifikatöre bağlandığında 50 Hz interferansa neden olabilir

9 EEG nin cihazı

10 Elektrot giriş paneli Hastanın yakınında olmalıdır. Elektrot kablo uzunluğu 1 metreyi geçmemelidir. Daha uzun kablo boyu interferans açısından sorun yaratabilir. Dijital EEG cihazlarında kablo daha uzun olabilir. Amplifikatörün giriş panelinde yerleşik olması ve ara kablonun yalıtılması durumunda

11 Amplifikatörler İki temel işlevi vardır 1- Diferansiyel diskriminasyon Diskriminasyon ile amaçlanan Amplifikatörün giriş 1 ile 2 si arasındaki potansiyel farkını ortaya çıkarmak Her iki giriş için ortak olan potansiyelleri reddetmek (common mode rejection) 2- Amplifikasyon Amplifikasyon ile amaçlanan Potansiyel farklılıklarının boyutlarını arttırarak fark edilebilir hale getirmek

12 Differansiyel diskriminasyon ve amplifikasyon Giriş 1 100x Giriş 2-100x Çıkış (G 1 -G 2 )x100 Referans Referans

13 Amplifikatör polarite kuralları Giriş 1 e negatif input: Giriş 1 e pozitif input: Giriş 2 ya negatif input: Giriş 2 ye pozitif input: Yukarı sapma Aşağı sapma Aşağı sapma Yukarı sapma negativite yukarı, pozitivite aşağı giriş 1 için doğru, giriş 2 için tersi

14 Sinyal polaritesi ve elektriksel alan etkileşim örnekleri

15 Bipolar kayıtlamalar C 4 alanında negatif sinyal Fp 2 F 4 C 4 P 4 O 2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2

16 Kanal 1 ve 3 arasında negatif faz dönüşü, Kanal 2 eşit potansiyel nedeniyle nötr Fp 2 F 4 C 4 P 4 O 2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2

17 C 4 alanında pozitif sinyal (komşu alanlara yayılım göstermemiş) Fp 2 F 4 C 4 P 4 O 2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2

18 C 4 alanında negatif sinyal F 4 -C 4 ve daha az olarak O 2 yi etkilemiş Fp 2 F 4 C 4 P 4 O 2 A 2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2

19 C 4 alanında pozitif sinyal Fp 2 F 4 C 4 P 4 O 2 A 2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2

20 Amplifikasyon Görev Giriş-çıkış arasındaki voltaj farkını arttırmak(mikrovolttan volta) Sensitivite(duyarlılık) ve gain(kazanç) 7 µv/mm, 10 µv/mm dan daha sensitif 10 µv u 10 V a yükseltme ile 1 milyon kazanç

21 Filtreler Görevleri Kayıtlamak istenmeyen düşük ve yüksek frekanslardaki dalgaları dışlamak için EEG cihazlarının içerdiği filtreler Yüksek Frekans Filtreleri (AGF) Alçak Frekans Filtreleri (YGP) 50 Hz filtresi (çentikli filtre)

22

23 Analog-Dijital dönüşüm Tüm dijital cihazlarda analog amplifikatörler ve filtreler bulunduğu için kullanılmaktadır. Analog-dijital dönüşüm (ADC) de önemli; Örnekleme hızı, Amplitüd çözünürlüğü Giriş voltaj aralığı

24 Örnekleme hızı Kritik örnekleme hızı Örnekleme hızının, belli bir frekansı temsil etmesi için, çözümlenecek dalga boyu frekansının iki katı olmalıdır. Düşük örnekleme hızı daha az bilgi,daha küçük dosya büyüklüğü Yüksek örnekleme oranı daha çok bilgi, daha büyük dosya büyüklüğü

25

26 Temel özelliklerine göre bipolar ve referans montajlar Bipolar montajlar: Bir çift farklı elektrot bir amplifikatörün G1 ve G2 sine bağlanır. Referans montajlar: G2 ye elektriksel olarak sessiz bir alana yerleştirilen ortak bir elektrot bağlanır.

27 Bipolar montaj Bipolar montajlarda bir amplifikatörün G2 si aynı zamanda diğer amplifikatörün G1 ini oluşturur Ortak olan elektrotaki lokalize potansiyel bu amplifikatörlerde ters yönde kalem sapmasına neden olur.(faz karşılaşması)

28 Referans montaj En yüksek amplitüdü kaydeden kanal, potansiyel kaynağına en yakın olan elektrota bağlı olandır Referans montajlarda lokalizasyon amplitüt ile, bipolar montajlarda ise sapmanın yönü ile yapılır.

29 Elektroansefalografi(EEG) Dikey eksen(y) voltaj, Yatay(x) eksen frekans, bir voltaj-zaman grafiğidir

30 EEG nin tanımı İşlemsel olarak; Belirli bir zamanda kaydedilmiş iki farklı kayıt bölgesi arasındaki voltaj farkıdır. Yorumsal olarak; Korteks piramidal hücrelerinin ürettiği inhibitör ve eksitatör postsinaptik potansiyeller sonucunda ortaya çıkmaktadır.

31 EEG dalgasının temel özellikleri Kortikal bölgede sumasyon Dikey yerleşimli kortikal piramidal hücreler aracılığı ile Ritmik özellik Talamusun medial, intralaminar ve lateral çekirdeklerindeki ritmisite özelliğine bağlı

32 EEG Frekansları Klasik tanımlama Delta Hz Teta Hz Alfa 8-13 Hz Beta Hz Gama 30 Hz üstü

33 EEG amplitüdleri EEG sinyalinin saçlı deriye ulaşması Leptomeningsler BOS Dura mater Kemik galea saçlı deri Belirgin atenuasyon Kortikografik kayıtlamalarda µv Saçlı deri kayıtlamalarında µv Yetişkinlerde ortalama µv

34 Uyanıklık EEG ritimleri

35 Alfa ritmi Tanım Başın arka bölgelerinde uyanıklıkta görülen, genellikle oksipital bölgelerde daha yüksek amplitüdlü 8-13 Hz lik EEG ritmi. Amplitüd değişkenlik göstermekle birlikte genellikle 50 µv un altındadır. En ideal olarak gözler kapalı ve fiziksel gevşeme ve mental inaktivasyon anlarında kayıtlanır. Görsel dikkat ve mental aktivite ile bloke olur ya da baskılanır. IFSECN committee, 1974

36

37 Frekansı 10 yaş sonrası yetişkin değerlerine ulaşır Erişkin alfa frekansı 10.2 ± 0.9 Hz ( Petersen and Eeg-Olofsson, 1971)

38 Amplitüdü Belirgin kişisel değişkenlik gösterir En yüksek oksipital bölgede ve bipolar montajda Mekik özelliği gösterir Ortalama amplitüd 0 ile µv arasında değişkenlik gösterir Simonova ve ark. deneklerinin % 66 sında µv arasında ortalama amplitüd saptamışlar

39 Dalga morfolojisi Genellikle sinüzoidal, Keskin alfa; anormal kabul edilmez Uzaysal dağılım Başın arka bölümlerinde baskın olup komşu bölgelere yayılır Reaktivite Posterior alfa ritmi göz açma ile geçici olarak bloke olur( değişken derecede) İşitsel, görsel, dokunsal uyaranlar ve mental aktivite ile baskılanır

40 Bireysel farklılıklar Davis and Davis(1936) sağlıklı bireylerde alfa dalgası özelliklerini tanımlamışlar Dominant alfa ( % 20) Subdominant alfa ( % 35) Mikst alfa ( % 20) Nadir alfa ( % 25)

41 Alfa ritmi jeneratörleri Fakültatif pacemaker teorisi Andersen ve Andersson(1968)

42 Beta Ritmi 13 Hz üstü hızlı aktivite olarak tanımlanır Ritmik beta aktivitesi genellikle fronto-santral bölgelerde belirgindir ve genellikle frekansı 35 Hz i aşmaz Amplitüdü nadiren 30 µv u aşar Kemik defekti bölgelerinde, barbitürat ve aksiyolitik kullanımında belirginleşir

43 Her sağlıklı erişkinde saptanır. Gibbsian yaklaşım (1950 ler) Orta derecede hızlı aktiviteler için F1 Belirgin hızlı aktiviteler için F lardan sonra 30 Hz üstü gama aktivitesi

44 Fizyolojik Beta frekansları Frontal beta Oldukça yaygın, hızlı olabilir, fizyolojik ritimlerle ilişkili değil Sentral beta Sıklıkla mu ritmi ile karışmış haldedir Posterior beta Hızlı alfa eşdeğeri, alfa benzeri reaktivite Diffüz beta Her hangi bir fizyolojik ritimle ilişkili değil

45 Ultra hızlı ve yavaş aktiviteler Ultra hızlı aktiviteler 80 Hz den 1000 Hz dek olan aktiviteler Algılama, motor aktivite ve özellikle nörokognitif işlevlerle ilgili Ultra yavaş aktiviteler DC den(0) 0.3 Hz e dek

46 Teta ritmi IFSECN, 1974; frekansı 8 Hz altında 4 Hz e kadar olan aktiviteler Uyanık yetişkinde teta aktivitesi Düşük miktarda teta ritmi izlenir ancak organize değildir Çocukluk çağında önemli bir ritim olup maturasyonla belirgin azalır Yavaş EEG ritimleri( teta ve delta) kolinerjik aktivasyonla ilişkili( Steriade 1990)

47 Hedonik teta ritmi W.Grey Walter(1959) Emosyonel proseslerle bağlantılı Korteks, talamus ve hipotaamusun görece matürasyonu ile ilişkili Çocukluk çağında, yetişkinlerde gözlenmemiş Yetişkin çalışmalarında seksüel aktivitelerle bağlantılı teta ritmi gösterilememiş.

48 Uykudaki EEG aktiviteleri

49 Verteks Dalgaları N1 uykusu için grafoeleman verteks dalgaları Uyaranlarla ortaya çıkan serebral bir uyarılmış yanıt Liberson (1945) tarafından verteks dalgası terimi önerilmiş, verteks dikenleri, verteks keskin dalgaları, verteks geçici keskinleri

50 Verteks dalgaları Küçük pozitif diken dalgasını izleyen büyük negatif polariteli keskin dalgalar Sıklıkla küçük pozitif bir dalga izleyebilir. İşitsel bir uyarılmış potansiyel olduğu gösterilmiş İzole ya da gruplar halinde ortaya çıkabilir. Epileptik deşarjlar ile verteks dalgalarını ayırt etmek epileptik olgularda önemli

51

52 Verteks dalgaları

53 Uykunun pozitif oksipital geçici keskin dalgaları (POSTS) Non-REM evre I ve daha ileri uyku evrelerinde Gibbs ve Gibbs (1950) tarafından tanımlanmış Uykunun lambdoid aktivitesi, Monofazik teta, Uykunun oksipital keskin dalgaları, Uykuda lambda dalgaları Rho dalgaları POSTS sağlıklı insanların % inde görülmekte Etiyolojisi tartışmalı

54

55 Uyku iğcikleri Sigma aktivitesi ya da dalgaları Loomis ve arkadaşları(1938) tanımlanmış Frekansları 14 hz (12,5 15,5 hz) Santral bölgelerde daha yoğun Verteks elektrotlarında maksimum amplitüdlü Gibbs ve Gibbs Frontal bölgelerde de hz uyku iğcikleri ilk olarak verteks bölgesinde, ardından frontal ve posterior bölgelere yayılım Sıklıkla K kompleksleri ile birlikte

56 Uyku iğçiklerinin ortaya çıkışı ilk olarak verteks bölgesinde, ardından parietal ve santral bölgelere yayılım Rutin kayıtlamalarda ( özellikle dairesel montajlarda) frontal, temporal ve oksipital bölgelerde iğciklerin ilk dakikalarda görünmeyebilir Verteks ve santral bölgelerden kulak referanslı kayıtlar daha değerli Zemin ritmi hz, yer yer düşük amlütüdlü yavaş dalga aktivitesi hz hızlı frekanslı dalga aktivitesi kişisel farklılıklar unutulmamalı!

57

58 K kompleksleri Loomis ve arkadaşları(1938) tarafından tanımlanmış Uyaranlara karşı yanıt H.Davis ve arkadaşları (1939) Verteks ve frontal orta hatta maksimum amplütüdde Santral ve frontal K kompleksler Brazier (1949) iki ayrı K kompleks jeneratörü K Niiyama ve arkadaşları(1996) uyaranlara yanıt olarak ortaya çıkmakta Yavaş komponent kongnitif ya da bilgi işlemleme ile bağlantılı?

59 Morfolojisi, Başlangıçındaki bifazik keskin komponenti izleyen süperimpoze hızlı aktivitenin karıştığı yavaş komponent Keskin komponenti Verteks dalgasından daha büyük ve değişken morfoloji Yavaş komponent msn kadar uzayabilir hz hızlı aktivite olarak uyku iğcikleri eklenir

60 Delta dalgaları Frontal bölgelerde belirgin Hz yavaş aktivite Uyku tıbbındaki yavaş aktivite 0.5 ile 2 Hz frekansında ve 75 mikrovolttan büyük amplütüdlü

61

62