ЭЭГ-отведение – это одно из базовых понятий в регистрации электрической активности головного мозга. Оно состоит из двух электродов – активного и пассивного (или референтного), с помощью которых проводится измерение разности электрических потенциалов между двумя точками на голове пациента.

По сути канал измерения ЭЭГ-активности является очень чувствительным вольтметром. ЭЭГ-сигнал, записанный в виде ЭЭГ-кривой, представляет собой график изменения разности потенциалов во времени. Монтаж ЭЭГ – это совокупность всех ЭЭГ-отведений, регистрируемых в ходе обследования.

Все эти базовые понятия, конечно, хорошо известны каждому специалисту, занимающемуся ЭЭГ. Однако здесь кроется несколько «ловушек», обусловленных как терминологией, так и большим разнообразием различных типов референтных электродов и монтажей регистрации ЭЭГ, а также опытом работы на ЭЭГ-оборудовании разных поколений. Такие вопросы, как «Чем отличается пассивный электрод в биполярном монтаже от референтного?» или «Какой электрод используется в качестве референтного в монтаже source derivation (лапласовский монтаж)?», могут поставить в тупик даже опытных специалистов.

Эти и другие аспекты будут рассмотрены в данном материале. Понимание работы ЭЭГ-оборудования на уровне активных и референтных электродов поможет медицинскому персоналу в правильной настройке оборудования и корректной интерпретации результатов ЭЭГ-обследований.

Чтобы постепенно приблизиться к ответам на поставленные вопросы, важно понимать базовые принципы регистрации электрической активности головного мозга. Дифференциальный усилитель электрического сигнала, лежащий в основе современных ЭЭГ-регистраторов [1][2], имеет два входных сигнала (активный и пассивный) и один общий вход GND (англ. ground – «земля») (рис. 1).

Следует отметить, что контакт заземления не имеет ничего общего с электрическим заземлением питающей сети. Этот вход усилителя используется для подавления синфазной помехи от питающей сети (50 или 60 Гц в зависимости от региона) с помощью контура обратной связи.

Для регистрации всего одного ЭЭГ-отведения потребуется наложить минимум три электрода: активный, пассивный (или референтный) и GND (или общий – англ. common). При этом ЭЭГ-регистратор будет записывать разность потенциалов между активным и пассивным электродами, усиливать ее, освобождать от синфазной наводки с помощью GND-входа и контура обратной связи, оцифровывать и передавать в компьютер для отображения и обработки. Это и есть ЭЭГ-отведение (рис. 2).

Итак, для регистрации одного ЭЭГ-отведения необходимо три электрода. А теперь вопрос: «Сколько электродов необходимо наложить для регистрации двух ЭЭГ-отведений?» Здесь как раз тот случай, когда один плюс один не равно два. Казалось бы, если для одного ЭЭГ-отведения нужно три электрода, то для двух потребуется шесть. Но это не так. Если для второго отведения использовать тот же самый пассивный (референтный) и общий (GND) электроды, что и для первого отведения, то понадобится дополнительно наложить только один активный электрод. Т.е. для регистрации двух ЭЭГ-отведений необходимо минимум четыре электрода.

Таким образом, в общем случае для регистрации N ЭЭГ-отведений потребуется наложить N+2 электродов. Тогда для всех ЭЭГ-отведений будет использоваться один общий пассивный (референтный) электрод Ref и общий заземляющий электрод GND. Такой монтаж называют референциальным или монополярным [3–5]. Общий референтный электрод в этом случае желательно расположить на голове обследуемого на центральной линии, например в точке Cz или FpZ.

В России часто в качестве общего референта используется два электрода – A1, A2 (на мочках ушей) или M1, M2 (на мастоидах – сосцевидных отростках). В этом случае все ЭЭГ-отведения левого полушария регистрируются относительно левого уха, а правого полушария – относительно правого уха. Такой тип референтного электрода называется ипсилатеральным ушным. Если все ЭЭГ-отведения левого полушария регистрируются относительно правого уха, а отведения правого полушария – относительно левого уха, то тип референтного электрода называется контралатеральным ушным. Иногда ушные референтные электроды объединяют между собой, в таком случае референт называют объединенным ушным электродом (рис. 3).

В некоторых современных ЭЭГ-регистраторах в последнее время начали применять усилители с потенциальным входом. В них референтный вход объединен с GND, и измерение разности потенциалов проводится между активным и общим (GND) электродами.

Итак, в настоящее время в качестве референтного электрода часто используются следующие аппаратные каналы:

– Ref – единый референтный электрод для всех отведений монтажа;

– CZ – вертексный (центральный) референтный электрод;

– A1, A2 – ушные электроды (ипси- или контралатеральные), иногда вместо ушных используют электроды на сосцевидных отростках М1, М2;

– AA – объединенный ушной электрод (объединение происходит внутри ЭЭГ-регистратора при выборе данного типа референтного электрода в настройках программы [6]).

Относительно этих аппаратных (физических) референтных электродов и проводится реальное измерение электрической активности головного мозга под всеми активными ЭЭГ-электродами всех отведений монтажа.

Однако для отображения ЭЭГ-кривых на экране монитора в разных монтажах кроме аппаратных были введены в клиническую практику и так называемые программные, или расчетные референтные электроды [5]. Программные референтные электроды позволяют просмотреть записанный ЭЭГ-сигнал под несколько другим углом, например в сравнении с соседними электродами или со всеми электродами монтажа. Вот их список:

– AV – усредненный электрод (при выборе данного программного референтного электрода сигналы со всех электродов усредняются и полученный сигнал используется вместо сигнала с референтного электрода для расчета всех отведений монтажа – при таком типе программного референта наиболее выраженная активность будет наблюдаться по тем ЭЭГ-отведениям, которые отличаются от остальных);

– AV1 или AV2 – усредненный по левому или правому полушарию электрод (в качестве сигнала референтного электрода используется результат программного усреднения сигнала со всех электродов левого (AV1) или правого (AV2) полушария);

– SD – отведение от источника (лапласовский референт): в качестве сигнала референтного электрода используется результат программного усреднения сигналов соседних электродов, и такое представление позволяет лучше отобразить локальные очаги биоэлектрической активности (рис. 4) – т.е. если какая-то активность регистрируется только под одним ЭЭГ-электродом и не регистрируется под соседними, то при таком типе референта она будет уменьшаться, если же активность наблюдается под этим и соседними электродами, то она будет усиливаться.

Таким образом, имеются физические (Ref, CZ, A1, A2, AA) и программные (AV, AV1, AV2, SD) референтные электроды.

Вопрос: каким образом регистрируется электрическая активность головного мозга, если в текущем монтаже регистрации выбран программный референтный электрод? На самом деле в современных ЭЭГ-регистраторах измерение электрической активности всегда проводится относительно текущего установленного физического (аппаратного) референтного электрода [1]. Установленный программный референт всего-навсего определяет математические операции, выполняемые с физическими ЭЭГ-сигналами перед их отображением на экране компьютера в виде ЭЭГ-кривых. Иными словами, независимо от выбранного программного референта для регистрации разности потенциалов между электродами по-прежнему необходим физический референтный электрод.

Важно подчеркнуть, что электрическая активность головного мозга всегда физически регистрируется как разность потенциалов между активным и пассивным (физическим референтным) электродами, а на экране компьютера на ЭЭГ-кривых она может быть пересчитана относительно выбранного программного референта, например AV или SD. Т.е. физически ЭЭГ-сигнал регистрируется относительно, например, ушных референтных электродов, а просматривать его можно с программным референтным электродом, например SD.

Выше были рассмотрены монополярные монтажи и возможные виды референтных электродов. Переходим к биполярным отведениям и монтажам.

В биполярном монтаже (рис. 5), в отличие от монополярного (референциального), каждое отведение имеет свои собственные активный и пассивный электроды. Получается, что разность потенциалов в биполярном ЭЭГ-отведении измеряется между этими электродами. Но оказывается, что нет! В действительности все современные ЭЭГ-регистраторы, независимо от выбранного программного референта и монтажа регистрации, записывают ЭЭГ-сигнал относительно общего референтного электрода (в монополярном монтаже), а уже потом, в программе, при отображении ЭЭГ-кривых на экране компьютера эти данные пересчитываются для отображения в биполярном монтаже или с программным референтом.

Например, чтобы отобразить на экране монитора ЭЭГ-кривую биполярного отведения Fp1–F3 физически регистрируются ЭЭГ-отведения Fp1–A1 и F3–A1 (при ипсилатеральном ушном референтном электроде), а затем рассчитывается их разность, что эквивалентно измерению разности потенциалов между электродами Fp1 и F3 (рис. 6).

Для отображения ЭЭГ-кривой Fp1–F7 представленного монтажа double banana будет проведена запись сигнала с ЭЭГ-отведений Fp1–A1 и F7–A1 и вычислена их разность. Т.е. обследование реально записывается в монополярном монтаже, а потом ЭЭГ-сигналы пересчитываются в биполярный. Таким образом, переключать монтаж можно в любое время – как при записи, так и при просмотре обследования. Изменение программного референта и монтажа будет влиять только на программные расчеты при отрисовке ЭЭГ-кривых на экране монитора компьютера.

Однако многие ЭЭГ-специалисты по-прежнему уверены, что в биполярном монтаже запись ЭЭГ-сигнала проводится относительно пассивного электрода каждого отведения (как разность потенциалов между активным и пассивным электродами). Почему возникло такое недопонимание? Дело в том, что старые чернильнопишущие электроэнцефалографы действительно имели физические переключатели для коммутации всех ЭЭГ-каналов в произвольные монтажи. С помощью этих переключателей можно было скоммутировать как монополярные, так и биполярные монтажи. Причем действительно биполярные, когда каждое отведение представляло собой изолированный биполярный канал с собственным пассивным электродом. При переходе на цифровые компьютерные электроэнцефалографы физические переключатели ушли в прошлое. Их с успехом заменили математические расчеты, ведь они эквивалентны реальным измерениям, при этом намного дешевле и удобнее в использовании. Однако в память об исчезнувших коммутаторах следует учитывать, что даже при установке биполярного монтажа при записи ЭЭГ в современных ЭЭГ-регистраторах необходимо наложить физический референтный электрод.

Внимательный читатель, дойдя до данного раздела, уже самостоятельно может ответить на поставленный вопрос.

Референтный электрод в биполярном монтаже всегда один (или два в случае ушных референтов) – это общий физический референт, относительно которого проводятся все измерения электрической активности головного мозга (Ref, A1 и A2, AA, Cz).

Пассивный электрод у каждого биполярного отведения свой, но это всего лишь расчетный электрод (программный), а на самом деле каждое биполярное отведение представляет собой разность двух монополярных отведений.

В данном материале проведен краткий обзор таких базовых понятий, как референтный электрод, ЭЭГ-отведение и монтаж регистрации. Это те азы ЭЭГ-метода, от понимания которых зависит правильность настройки ЭЭГ-оборудования и корректность интерпретации ЭЭГ-обследований.