Document

Elektrofizyolojiye giriş
Dr.İbrahim Öztura
Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi
Nöroloji Ana Bilim Dalı
Nörofizyoloji Bilim Dalı
&
DEÜHastanesi
Epilepsi ve Uyku Merkezi
Hans Berger




Elektroensefalografiyi insanda uygulayan
ilk kişi.
1925 yılında, oğlunu denek olarak
kullanarak, fronto-oksipital elektrotlar ile
tek kanallı EEG trasesi elde etti
1929 yılında 73 olgudan elde ettiği EEG
verilerini yayınladı.
Alfa ve beta dalgalarını tanımladı.
Elektroansefalografi

Beynin Elektriksel Resmi
Amplitüd
 Frekans

Negativite-Pozitivite
Yapısal anormallikleri değil, beyin fonksiyonlarını araştırmak için
kullanılır


EEG’nin kaydedilmesi
empedans



Voltaj: potansiyel farkı
Akım: V/Rezistans( Ohm kanunu)
EEG, EOG, EMG kayıtlamalarında
empedans(z) kullanıyoruz

Değişken voltajda zaman sabiti ile kapasitatif
reaktans( Xc) kullanılır. Bu tip devrelerdeki
rezistans ise empedans olarak(z) ölçülür
EEG Elektrotları
1- Kontakt elektrotlar(kaskla kullanılır)
2- Disk elektrotlar
3- İğne elektrotlar
4- Özel alan elektrotları
5- Elektrokortikografi elektrotları
Elektrotların Yerleştirilmesi






Uluslararası 10-20 sistemi
Sağ hemisfere yerleştirilen elektrotlar çift
rakamlarla,
Sol tarafa yerleştirilenler ise tek rakamlarla
işaretlenir.
F: Frontal
P: Parietal
C: Santral
O: Oksipital
Fp: Frontopolar
10-20
sistemi
Analog EEG’de kayıtlama
EEG dalgalarının yazdırılması
Dijital sistemde örnekleme hızı(ort. 200 hz)
Düşük örnekleme hızı ile daha az sadık
Yüksek örnekleme hızı ile fazla yer işgali
Digital EEG kayıtlamalarında
frekans analizi
Elektroensefalografik
kayıtlama tekniği
Amplifikatör
Diferansiyel amplifikasyon

İki esas amacı vardır:



Diskriminasyon
Amplifikasyon
İki adet giriş terminali bulunur:


Grid 1
Grid 2
Differansiyel diskriminasyon ve
amplifikasyon
Giriş 1
100x
Çıkış
Giriş 2
Referans
-100x
(G1-G2)x100
Referans
Amplifikatör polarite kuralları




Giriş 1’e negatif input: Yukarı sapma
Giriş 1’e pozitif input: Aşağı sapma
Giriş 2’ya negatif input:
Aşağı sapma
Giriş 2’ye pozitif input:
Yukarı sapma
negativite yukarı, pozitivite aşağı
giriş 1 için doğru, giriş 2 için tersi
Sinyal polaritesi ve elektriksel alan etkileşim
örnekleri
Bipolar kayıtlamalar
C4 alanında negatif sinyal
Fp2
F4
G1
G2
G1
C4
G2
G1
P4
G2
G1
O2
G2
C4 alanında negatif sinyal
komşu alanlara (F4-P4) yayılım göstermiş
Fp2
F4
G1
G2
G1
C4
G2
G1
P4
G2
G1
O2
G2
C4 alanında pozitif sinyal
(komşu alanlara yayılım göstermemiş)
Fp2
F4
G1
G2
G1
C4
G2
G1
P4
G2
G1
O2
G2
C4 alanında pozitif sinyal
komşu alanlara (F4-P4) yayılım göstermiş
Fp2
F4
G1
G2
G1
C4
G2
G1
P4
G2
G1
O2
G2
Kanal 1 ve 3 arasında negatif faz dönüşü,
Kanal 2 eşit potansiyel nedeniyle nötr
Fp2
F4
G1
G2
G1
C4
G2
G1
P4
G2
G1
O2
G2
Referansiyel(unipolar) kayıtlamalar
C4 alanında negatif sinyal
Fp2
G1
G2
F4
G1
G2
C4
P4
A2
G1
G2
G1
G2
G1
O2
G2
C4 alanında negatif sinyal
F4-C4 ve daha az olarak O2’yi etkilemiş
Fp2
G1
G2
F4
G1
G2
C4
P4
A2
G1
G2
G1
G2
G1
O2
G2
C4 alanında pozitif sinyal
Fp2
G1
G2
F4
G1
G2
C4
P4
A2
G1
G2
G1
G2
G1
O2
G2
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

Kazanç desibel olarak ta tanımlanabilir
Filtreler

Görevleri


Filtrelerin yerleşimi


Kayıtlamak istenmeyen düşük ve yüksek
frekanslardaki dalgaları dışlamak için
EEG sinyali diferansiyel amplifikatörden tek çıkışlı
alındıktan sonra
EEG cihazlarının içerdiği filtreler



Yüksek Frekans Filtreleri (AGF)
Alçak Frekans Filtreleri (YGP)
50 Hz filtresi (çentikli filtre)
YFF ve AFF teknolojisi
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
Örnekleme hızı

Nyquist teoremi(kritik örnekleme hızı)
Örnekleme hızının, belli bir frekansı temsil etmesi
için, çözümlenecek dalga boyu frekansının iki katı
olmalıdır.
Düşük örneklem oranlarında ‘Aliasing’
yanlış dijital görüntü ortaya çıkması
Düşük örnekleme hızı daha az bilgi, yüksek
örnekleme oranı daha çok bilgi

Montajlar

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.
Bipolar montaj

Bipolar montajlarda bir amplifikatörün
G1’indeki elektrot aynı zamanda diğer
amplifikatörün G2’sine bağlanır.

İki amplifikatörde de ortak olan elektrotta
lokalize bir potansiyel bu amplifikatörlerde
ters yönde kalem sapmasına neden olur.
(Faz karşılaşması)
Bipolar Kayıt
Referans montaj

Referans montajlarda en yüksek amplitüdü
kaydeden kanal, potansiyelin kaynağına en yakın
olan elektrota bağlıdır.

Referans montajlarda lokalizasyon amplitüt ile,
bipolar montajlarda ise kalem sapmasının yönü ile
yapılır.

Bipolar montajlar sınırları belirli potansiyelleri daha
iyi belirler.

Referans montajlar özellikle geniş dağılımlı
potansiyellerin saptanmasında yararlıdır.

Her iki montaj tipi de her kayıtta rutin olarak
kullanılır. Her montajın bir eksiği vardır. Bu
eksik diğerinin kullanılması ile bir ölçüde
giderilebilir.
Refarans Montaj Kayıt
EEG Aktivitesinin
Tanımlanması









Dalga formu
Tekrarlama
Frekans
Amplitüt
Dağılım
Faz ilişkisi
Zamanlama
Israrlılık
Reaktivite
Dalga Formu




Düzenli/düzensiz
Monofazik/trifazik/polifazik
Diken: 20-70ms’lik keskin konturlu dalga
formu.
Keskin dalga: 70-200ms’lik dalga formudur.
Diken kadar keskin konturlu olmayabilir.
Tekrarlama

Ritmik/aritmik

Aritmik tekrarlayan dalgalar arasıda
değişken, düzensiz aralıklar bulunur.

Uyku iğcikleri ritmik dalgalara örnektir.
Frekans

Ritmik bir dalganın bir saniye içinde kaç kez
tekrarladığını gösterir.

Hz (Hertz) olarak ölçülür.

Dalgalar, dalga boylarından daha uzun
aralıklarla da tekrarlayabilir
Amplitüt

Mikrovolt olarak ölçülür.


Düşük amplitüt: <20 mikrovolt
Orta amplitüt: 20-50 mikrovolt
Yüksek amplitüt: >50 mikrovolt

Amplitüt asimetrisi



empedans farkı,
eşit olmayan mesafelerde yerleştirilmiş elektrotlardan
kaynaklanabilir.
Dağılım

Jeneralize: Dağılım alanı içinde maksimum
amplitüdü olduğu bir alan olabilir. Bipolar
kayıtlarda faz karşılaşması, referans
kayıtlarda çok yüksek amplitüt saptanabilir.

Lateralize: Bazı normal paternler başın bir
tarafında görüldükten birkaç dakika sonra
diğer tarafta ortaya çıkabilir.

Fokal: Bir bölgede makimum olabilecek
jeneralize aktiviteden ayırımı önemlidir. Bu
ayırım yavaş ve keskin dalgalarda daha da
önemlidir.


Jeneralize yavaş dalgaların aksine fokal yavaş
dalgalar maksimum amplitüde sahip oldukları
alanda daha düşük bir frekansa sahiptirler.
Yayılma eğiliminde olan fokal keskin dalgalar
lokal maksimum amplitütlü jeneralize keskin
dalgalara göre odakta kalmakta daha ısrarlıdırlar.
Faz İlişkisi

Faz senkronisi


İki ayrı kanalda aynı anda piklerin ve çukurların
oluşmasıdır.
Faz karşılaşması

Bir kanalda pik oluştuğu anda diğer kanalda çukur
oluşmasıdır.
Zamanlama

Senkron/asekron:

EEG aktivitelerinin başın değişik alanlarında aynı
anda veya değişik zamanlarda ortaya çıkması.
Israrlılık

İndeks: Bir dalganın toplam tekrar süresinin
tüm traseye oranıdır.

Belirginlik: EEG paternlerinin klinik önemi
sadece ısrarlılıklarına değil amplitütlerine de
bağlıdır. Israrlılık ve amplitüd belirginlik olarak
tanımlanır.
Artefaktlar

Serebral kaynaklı olmayan sinyallerdir.
1) Fizyolojik



Baş, vücut, saçlı deri hareketleri
Hareket eden elektriksel potasiyeller (göz, dil)
Terleme
2) Fizyolojik olmayan


Elektrik şebekesi
Kayıt sisteminin internal arızaları
Göz Hareketlerine Bağlı Artefaktlar

Frontal elektrotlarda görülür; ancak santral ve
temporal elektrotlara da yayılabilir.

Vertikal göz hareketleri en fazla Fp1 ve Fp2
elektrotlarında kaydedilir
Horizontal göz hareketleri ise en fazla F7 ve
F8’e elektrotlarında kaydedilir


Yukarı doğru göz hareketleri (göz kırpma,
göz kapama) longitüdinal bipolar montajlarda
Fp1-F3 ve Fp2-F4’te aşağı doğru bir
defleksiyon yaratır.

Aşağı doğru göz hareketleri (göz açma) aynı
elektrotlarda yukarı doğru bir defleksiyon
yaratır.

Hasta horizontal düzlemde sola baktığında




F7 pozitif, F8 negatif
Fp1-F7’de yukarı doğru, F7-T3’te aşağı doğru
Fp2-F8’de aşağı doğru, F8-T4’te yukarı doğru
Göz hareketleri ile birlikte kas artefaktı görülebilir
(lateral rektus dikeni). Diken-dalga aktivitesi ile
karışabilir.

Göz hareketi artefaktları




Frontal dağılımı
İki taraflı simetrik oluşu
Karakteristik şekilleri ile kolayca ayırt edilirler.
Tekrarlayıcı göz hareketleri serebral ritimleri
taklit edebilirler.

Gözün kapatılması sırasında oluşan göz kapağı
titremesi 10 Hz’e yakın frontal ritme neden olabilir.