electroencephalogram (EEG) adalah tes yang digunakan untuk merekam dan mengevaluasi aktivitas bioelektrik otak. Potensi listrik diperoleh melalui elektroda yang terletak di kulit kepala pasien.
Catatan dapat dicetak pada kertas bergerak melalui EEG atau dapat dilihat pada monitor. Aktivitas listrik otak dapat diukur dalam kondisi dasar istirahat, terjaga, atau tidur.
Penerapan electroencephalogram pada anak-anak
EEG digunakan untuk mendiagnosis epilepsi, gangguan tidur, ensefalopati, koma, dan kematian otak, di antara banyak kegunaan lainnya. Hal ini juga dapat digunakan dalam penelitian.
Itu sebelumnya digunakan untuk mendeteksi gangguan otak fokal seperti tumor atau stroke. Saat ini, magnetic resonance imaging (MRI) dan computed tomography (CT) digunakan.
Indeks artikel
Sejarah singkat EEG
Sejarah EEG dimulai pada tahun 1870, ketika Fristsch dan Hitzig, dokter di tentara Prusia, menyelidiki dengan otak para prajurit. Ini ditemukan dalam Pertempuran Sedan. Mereka segera menyadari bahwa dengan merangsang beberapa area otak dengan arus galvanik, gerakan dihasilkan di dalam tubuh.
Richard Birmick Caton
Area publik
Namun, pada tahun 1875 dokter Richard Birmick Caton menegaskan bahwa otak menghasilkan arus listrik. Kemudian, ini memungkinkan ahli saraf Ferrier untuk bereksperimen dengan “arus faradik”, menemukan fungsi motorik di otak.
Vladimir Pravdich-Neminsky
Area publik
Pada tahun 1913, Vladimir Pravdich-Neminsky adalah orang pertama yang melakukan apa yang disebutnya “electrocerebrogram”, memeriksa sistem saraf anjing. Sampai saat itu, semua pengamatan dilakukan pada otak yang ditemukan, karena tidak ada prosedur pembesaran yang mencapai bagian dalam tengkorak.
Hans berger
Area publik
Pada tahun 1920, Hans Berger mulai bereksperimen dengan manusia dan 9 tahun kemudian ia menciptakan metode untuk mengukur aktivitas listrik otak. Dia menciptakan istilah “electroencephalogram” untuk mengkarakterisasi rekaman fluktuasi listrik di otak.
Ahli saraf Jerman ini adalah orang yang menemukan “ritme Berger”. Artinya, “gelombang alfa” saat ini, yang terdiri dari osilasi elektromagnetik yang berasal dari aktivitas listrik sinkron talamus.
Berger, terlepas dari penemuannya yang luar biasa, saya tidak dapat memajukan metode ini karena pengetahuan teknisnya yang terbatas.
Pada tahun 1934, Adrian dan Matthews, dalam demonstrasi di Society of Physiology (Cambridge) dapat memverifikasi “ritme Berger”. Para penulis ini maju dengan teknik yang lebih baik dan menunjukkan bahwa ritme teratur dan lebar 10 poin per detik tidak muncul dari seluruh otak, tetapi dari area asosiasi visual.
Frederic golla
Area publik
Kemudian, Frederic Golla menegaskan bahwa pada penyakit tertentu ada perubahan dalam osilasi ritmik aktivitas otak. Hal ini memungkinkan kemajuan besar dalam studi epilepsi, menyadari kesulitan masalah ini dan kebutuhan untuk mempelajari otak secara komprehensif. Fisher dan Lowenback, pada tahun 1934, mampu menentukan puncak epileptiformis.
Akhirnya, William Gray Walter, seorang ahli saraf Amerika yang ahli dalam robotika, mengembangkan versi EEG-nya sendiri dan menambahkan perbaikan. Berkat itu, sekarang dimungkinkan untuk mendeteksi berbagai jenis gelombang otak, dari gelombang alfa hingga gelombang delta.
Bagaimana cara kerja EEG?
EEG standar adalah pemindaian non-invasif tanpa rasa sakit yang dilakukan dengan menempelkan elektroda ke kulit kepala dengan gel konduktif. Ini memiliki saluran rekaman, yang mengukur perbedaan tegangan antara dua elektroda. Biasanya 16 hingga 24 lead digunakan.
Pasangan elektroda digabungkan menciptakan apa yang disebut “mount”, yang bisa bipolar (melintang dan membujur) dan monopolar (referensial). Montase bipolar digunakan untuk merekam perbedaan tegangan di area aktivitas otak, sedangkan monopolar membandingkan zona otak aktif dan zona lain tanpa aktivitas atau dengan aktivitas netral.
Perbedaan antara zona aktif dan rata-rata semua atau beberapa elektroda aktif juga dapat diukur.
Elektron invasif (di dalam otak) dapat digunakan untuk mempelajari area yang sulit dijangkau seperti permukaan mesial lobus temporal secara rinci .
Elektrokortikografi
Kadang-kadang mungkin perlu untuk memasukkan elektroda di dekat permukaan otak untuk mendeteksi aktivitas listrik di korteks serebral. Elektroda biasanya ditempatkan di bawah dura (salah satu lapisan meningen) melalui sayatan di tengkorak.
Prosedur ini disebut elektrokortikografi, dan digunakan untuk mengobati epilepsi resisten dan untuk pemeriksaan penunjang.
10-20 sistem
Ada sistem standar untuk penempatan elektroda yang dikenal sebagai “sistem 10-20.” Ini menyiratkan bahwa jarak antara elektroda harus 10% atau 20% sehubungan dengan sumbu frontal (dari depan ke belakang) atau melintang (dari satu sisi otak ke sisi lain).
21 elektroda harus ditempatkan, dan setiap elektroda akan dihubungkan ke satu input penguat diferensial. Amplifier menyebarkan tegangan antara elektroda aktif dan referensi 1.000 hingga 100.000 kali.
Saat ini, sinyal analog tidak digunakan dan amplifier digital digunakan. EEG digital memiliki keuntungan besar. Misalnya, memfasilitasi analisis dan penyimpanan sinyal. Selain itu, memungkinkan memodifikasi parameter seperti filter, sensitivitas, waktu perekaman dan montase.
Sinyal EEG dapat direkam dengan perangkat keras open source seperti OpenBCI. Di sisi lain, sinyal dapat diproses oleh perangkat lunak bebas seperti EEGLAB atau Neurophysiological Biomarker Toolbox.
Sinyal electroencephalographic diwakili dari perbedaan potensial listrik (ddp) yang ada antara dua titik pada permukaan tengkorak. Setiap titik adalah elektroda.
gelombang otak EEG
Otak kita bekerja melalui impuls listrik yang berjalan melalui neuron kita. Impuls ini bisa berirama atau tidak, dan dikenal sebagai gelombang otak. Irama terdiri dari gelombang teratur, yang memiliki morfologi dan durasi yang sama, dan yang mempertahankan frekuensinya sendiri.
Gelombang diklasifikasikan menurut frekuensinya, yaitu menurut berapa kali gelombang berulang per detik, dan dinyatakan dalam hertz (Hz). Frekuensi memiliki distribusi topografi dan reaktivitas tertentu. Sebagian besar sinyal otak yang diamati pada kulit kepala berada dalam kisaran antara 1 dan 30 Hz.
Di sisi lain, amplitudo juga diukur. Hal ini ditentukan dari perbandingan jarak antara baseline dan puncak gelombang. Morfologi gelombang dapat berupa kompleks gelombang tajam, runcing, gelombang spike dan/atau kompleks gelombang lambat gelombang tajam.
Empat bandwidth utama yang dikenal sebagai alpha, beta, theta, dan delta dapat dilihat pada EEG.
Gelombang beta
gelombang beta. Sumber: Hugo Gamboa [Domain publik]
Mereka terdiri dari gelombang lebar, yang frekuensinya antara 14 dan 35 Hz. Mereka muncul ketika kita bangun melakukan aktivitas yang membutuhkan upaya mental yang intens, seperti mengikuti ujian atau belajar.
gelombang alfa
gelombang beta. Sumber: Hugo Gamboa [Domain publik]
Amplitudonya lebih besar dari yang sebelumnya, dan frekuensinya berosilasi antara 8 dan 13 Hz. Mereka muncul saat orang tersebut santai, tanpa melakukan upaya mental yang signifikan. Mereka juga muncul saat kita memejamkan mata, melamun, atau melakukan aktivitas yang sudah sangat otomatis kita lakukan.
gelombang theta
gelombang beta. Sumber: Hugo Gamboa [Domain publik]
Mereka memiliki amplitudo yang lebih besar tetapi frekuensi yang lebih rendah (antara 4 dan 8 Hz). Mereka mencerminkan keadaan relaksasi yang luar biasa, sebelum awal tidur. Secara khusus, ini terkait dengan tahap pertama tidur.
Gelombang delta
Gelombang delta. Sumber: Hugo Gamboa [Domain publik]
Gelombang ini adalah gelombang dengan frekuensi terendah (antara 1 dan 3 Hz). Mereka terkait dengan tahap tidur yang lebih dalam (tahap 3 dan 4, di mana Anda biasanya tidak bermimpi).
Proses
Untuk melakukan EEG, pasien perlu rileks, di lingkungan yang gelap dan dengan mata tertutup. Biasanya berlangsung sekitar 30 menit.
Awalnya, tes aktivasi seperti fotostimulasi intermiten (menerapkan rangsangan cahaya dengan frekuensi yang berbeda) atau hiperventilasi (bernapas melalui mulut secara teratur dan dalam selama 3 menit) dilakukan.
Ini juga dapat menyebabkan tidur atau, sebaliknya, membuat pasien tetap terjaga. Hal ini tergantung pada apa yang peneliti ingin amati atau verifikasi. Video ini menunjukkan aplikasi pada orang dewasa:
Penafsiran
Untuk menginterpretasikan EEG perlu diketahui aktivitas normal otak sesuai usia dan kondisi pasien. Penting juga untuk memeriksa artefak dan kemungkinan masalah teknis untuk meminimalkan salah tafsir.
Sebuah EEG mungkin abnormal jika aktivitas epileptiform hadir (menunjukkan proses epilepsi). Ini dapat dilokalisasi, umum atau dengan pola tertentu dan tidak biasa.
Ini juga bisa menjadi abnormal ketika gelombang lambat divisualisasikan di area tertentu, atau ada asinkroni umum. Mungkin juga ada kelainan pada amplitudo atau bila ada garis yang menyimpang dari normal.
Saat ini telah dikembangkan teknik lain yang lebih canggih seperti pemantauan video-EEG, EEG rawat jalan, telemetri, pemetaan otak, selain elektrokortikografi.
Jenis EEG
Ada berbagai jenis EEG yang tercantum di bawah ini:
EEG dasar
Ini adalah salah satu yang dilakukan ketika pasien dalam keadaan terjaga, jadi tidak diperlukan persiapan. Untuk menghindari penggunaan produk yang dapat mempengaruhi pemeriksaan, pembersihan kulit kepala yang baik dilakukan.
Elektroensefalogram dalam periode kurang tidur
Perlu persiapan sebelumnya. Pasien harus terjaga selama 24 jam sebelum kinerjanya. Hal ini dilakukan untuk dapat melakukan penelusuran fisiologis fase-fase tidur guna mendeteksi kelainan yang tidak dapat diperoleh melalui EEG baseline.
Video-elektroensefalogram
Ini adalah EEG normal, tetapi ciri khasnya adalah pasien direkam selama proses tersebut. Tujuannya adalah untuk mendapatkan rekaman visual dan listrik untuk mengamati apakah kejang atau krisis semu muncul.
Elektroensefalogram kematian otak
Ini adalah teknik yang diperlukan untuk mengamati aktivitas korteks serebral atau ketidakhadirannya. Ini adalah langkah pertama dari apa yang disebut “protokol kematian otak”. Sangat penting untuk memulai perangkat untuk ekstraksi dan / atau transplantasi organ.
Kegunaan klinis
EEG digunakan dalam berbagai kondisi klinis dan neuropsikologis. Berikut beberapa kegunaannya:
Deteksi epilepsi
EEG pada epilepsi sangat penting untuk diagnosis, karena memungkinkan untuk dibedakan dari patologi lain seperti kejang psikogenik, sinkop, gangguan gerakan atau migrain.
Hal ini juga digunakan untuk mengklasifikasikan sindrom epilepsi, serta untuk mengontrol evolusi dan efektivitas pengobatan.
Mendeteksi ensefalopati
Ensefalopati melibatkan kerusakan atau malfungsi otak. Berkat elektroensefalogram, adalah mungkin untuk mengetahui apakah gejala tertentu disebabkan oleh masalah otak “organik”, atau merupakan produk dari gangguan kejiwaan lainnya.
Kontrol anestesi
Elektroensefalogram berguna untuk mengontrol kedalaman anestesi, mencegah pasien dari koma atau bangun.
Memantau fungsi otak
EEG sangat penting di unit perawatan intensif untuk memantau fungsi otak. Terutama kejang, efek obat penenang dan anestesi pada pasien koma yang diinduksi, serta untuk memeriksa kerusakan otak sekunder. Misalnya yang dapat terjadi pada perdarahan subarachnoid.
Deteksi operasi tidak normal
Ini digunakan untuk mendiagnosis perubahan abnormal pada tubuh yang dapat memengaruhi otak. Biasanya prosedur ini diperlukan untuk mendiagnosis atau memantau penyakit otak seperti Alzheimer, cedera kepala, infeksi, atau tumor.
Pola electroencephalographic tertentu mungkin menarik untuk diagnosis beberapa patologi. Misalnya, ensefalitis herpes, anoksia serebral, barbiturat keracunan , ensefalopati hepatik, atau penyakit Creutzfeldt-Jakob.
Periksa perkembangan otak yang tepat
Pada bayi baru lahir, EEG dapat memberikan informasi tentang otak untuk mengidentifikasi kemungkinan kelainan berdasarkan rentang hidup mereka.
Identifikasi koma atau kematian otak
EEG diperlukan untuk menilai keadaan kesadaran pasien. Ini memberikan data tentang prognosis dan tingkat perlambatan aktivitas otak, sehingga frekuensi yang lebih rendah akan menunjukkan penurunan tingkat kesadaran.
Ini juga memungkinkan kita untuk mengamati apakah aktivitas otak berlanjut atau terputus, adanya aktivitas epileptiform (yang menunjukkan prognosis yang lebih buruk) dan reaktivitas terhadap rangsangan (yang menunjukkan kedalaman koma).
Selain itu, melaluinya, keberadaan pola tidur dapat diverifikasi (yang jarang terjadi ketika koma lebih dalam).
Patologi dalam tidur
EEG sangat penting untuk diagnosis dan pengobatan beberapa gangguan tidur. Pasien dapat diperiksa saat tidur dan karakteristik gelombang otaknya dapat diamati.
Tes yang paling banyak digunakan untuk studi tanah adalah polisomnografi. Ini, selain termasuk EEG, secara bersamaan merekam pasien di video. Selain itu, ini memungkinkan Anda untuk menganalisis aktivitas otot, gerakan pernapasan, aliran udara, saturasi oksigen, dll.
Riset
EEG digunakan dalam penelitian, terutama dalam ilmu saraf, psikologi kognitif, neurolinguistik, dan psikofisiologi. Faktanya, banyak hal yang saat ini kita ketahui tentang otak kita adalah karena penelitian yang dilakukan dengan EEG.
Referensi
- Aktivitas listrik otak: bahasa untuk diuraikan? (sf). Diakses pada 31 Desember 2016, dari Metode: Journal of Diffusion of Research University of Valencia. Diambil dari metode.cat/es/.
- Barea Navarro, R.(sf). Topik 5: Elektroensefalografi. Diakses pada 31 Desember 2016, dari UNIVERSIDAD DE ALCALÁ, DEPARTEMEN ELEKTRONIKA: Diambil dari bioingenieria.edu.ar.
- Barlow, JS (1993). Electroencephalogram: pola dan asal-usulnya. MIT pers.
- Barros, MIM, & Guardiola, GT (2006). Konsep dasar elektroensefalografi. Duazary, 3 (1).
- Elektroensefalografi. (sf). Diperoleh pada 31 Desember 2016, dari Wikipedia.
- Garcia, TT (2011). Manual Dasar Perawat dalam Elektroensefalografi. Pengajaran Keperawatan, 94, 29-33.
- Merino, M. dan Martínez, A. (2007). Elektroensefalografi konvensional dalam pediatri, teknik dan interpretasi. Sebuah Pediatr Contin. 5 (2): 105-8.
- Niedermeyer, E., & da Silva, FL (Eds.). (2005). Elektroensefalografi: prinsip dasar, aplikasi klinis, dan bidang terkait. Lippincott Williams & Wilkins.
- Ramos-Argüelles, F., Morales, G., Egozcue, S., Pabón, RM, & Alonso, MT (2009). Teknik dasar elektroensefalografi: prinsip dan aplikasi klinis. Anales del Sistema Sanitario de Navarra, 32 (Lampiran 3), 69-82. Diperoleh pada 31 Desember 2016, dari scielo.isciii.es.