Количественная электроэнцефалография

Количественная электроэнцефалография ( кЭЭГ или QEEG ) — это область, занимающаяся численным анализом данных электроэнцефалографии (ЭЭГ) и связанных с ними поведенческих коррелятов.

Подробности

Методы, используемые в цифровом анализе сигналов, распространяются на анализ электроэнцефалографии (ЭЭГ). Они включают вейвлет -анализ и анализ Фурье с новым акцентом на общую активность между ритмами, включая фазовую синхронность (когерентность, фазовая задержка) и амплитудную синхронность (комодуляция/корреляция и асимметрия).

Аналоговый сигнал содержит микровольтный временной ряд ЭЭГ, дискретизированный в цифровом виде, и частоты дискретизации, достаточные для передискретизации сигнала (используя принцип Найквиста , превышающий в два раза самую высокую обнаруживаемую частоту). Современные усилители ЭЭГ используют адекватную выборку для разрешения ЭЭГ в традиционном медицинском диапазоне от постоянного тока до 70 или 100 Гц, используя частоты дискретизации от 250/256, 500/512 до более 1000 выборок в секунду, в зависимости от предполагаемого применения. ^{[ необходима цитата ]} QEEG может быть выполнена с помощью наборов инструментов с открытым исходным кодом, таких как EEGLAB или Neurophysiological Biomarker Toolbox.

Несколько продуктов QEEG получили одобрение FDA на медицинское устройство класса 2, и метод получил некоторое медицинское одобрение для использования у пациентов с эпилепсией. Однако QEEG не был одобрен Американской академией неврологии или Американским обществом клинической нейрофизиологии. ^[1]

Фурье-анализ ЭЭГ

Фурье разлагает временной ряд ЭЭГ на спектральный график напряжения по частоте, обычно называемый «спектром мощности», где мощность является квадратом амплитуды ЭЭГ, а амплитуда является интегральным средним амплитуды сигнала ЭЭГ, измеренным от (+) пика до (-) пика) в течение времени выборки или эпохи. Длина эпохи определяет частотное разрешение Фурье, при этом эпоха в 1 секунду обеспечивает разрешение в 1 Гц (разрешение плюс/минус 0,5 Гц), а эпоха в 4 секунды обеспечивает разрешение в 0,25 Гц или ±0,125 Гц.

${\displaystyle f(\xi )=\int _{-\infty }^{\infty }f(x)e^{-2\pi ix\xi }\,dx}$

Где ξ = частота

Вейвлет-анализ ЭЭГ

Вейвлет — это частотно-временное преобразование, позволяющее анализировать сигналы ЭЭГ во временном интервале, что невозможно при анализе Фурье.

${\displaystyle X(a,b)={\frac {1}{\sqrt {a}}}\int _{-\infty }^{\infty }{\overline {\Psi \left({\frac {t-b}{a}}\right)}}x(t)\,dt}$

Где a = масштабирование; b = время

Использует

QEEG была принята для диагностической оценки в некоторых областях, таких как цереброваскулярные расстройства, энцефалопатия , деменция и эпилепсия, хотя она еще не принята в других клинических областях, таких как диагностика легких черепно-мозговых травм или психиатрических расстройств. Использование методов qEEG в исследованиях в клинических и исследовательских условиях продолжается. ^[2] QEEG также использовалась для обеспечения нейрофидбэка , который является формой биологической обратной связи , при которой электрическая активность в мозге контролируется компьютерной программой, которая применяется для модуляции визуальных или слуховых стимулов — эти стимулы, в свою очередь, предназначены для управления пользователем.

Ссылки

1. Барретт, Стивен, доктор медицины (2015). «Насколько полезна количественная электроэнцефалограмма (кЭЭГ)?»
2. "George B. Moody PhysioNet Challenge". George B. Moody PhysioNet Challenge . Получено 2023-02-16 .

• Kececi, H.; Degirmenci, Y. (апрель 2008 г.). «Количественная ЭЭГ и когнитивные вызванные потенциалы при анемии». Клиническая нейрофизиология . 38 (2): 137–143. doi :10.1016/j.neucli.2008.01.004. PMID  18423335.

Количественный спектральный анализ ЭЭГ в психиатрии: извлечение знаков из чисел в клинических условиях. Clin Neurophysiol. 2003 Декабрь;114(12):2294-306.

Роль количественной ЭЭГ в диагностике нейропсихиатрических расстройств. J Med Life. Январь-март 2020 г.;13(1):8-15.

CFC дельта-бета связана со смешанными признаками и реакцией на лечение при биполярной депрессии II типа. Heliyon. 2019 июн 13;5(6):e01898.