مونتاژ دوقطبی طولی در EEG

مونتاژ دو قطبی طولی چیست؟

یک مونتاژ دو قطبی طولی، الکترودهای مجاور را در خطی که از جلوی جمجمه به سمت عقب امتداد دارد، جفت می‌کند. این خط از صفحه پیرا‌پیکانی (پاراساژیتال) پیروی می‌کند؛ نواری از پوست سر که تقریباً موازی با درز میانی مغز قرار دارد. یک زنجیره معمولی در سمت چپ ممکن است Fp1 را به F3، سپس F3 را به C3، C3 را به P3، و P3 را به O1 متصل کند که در آن هر جفت نشان‌دهنده یک کانال ثبت است.

نتیجه بصری، یک «نوار» باریک و عمودی از فعالیت است که محور طولی مغز را به جای پهنای آن ردیابی می‌کند. این کار هدفمند است. از آنجا که هر کانال یک الکترود مشترک با کانال بالای خود و یک الکترود مشترک با کانال زیرین خود دارد، سیگنالی که در امتداد آن خط قدامی به خلفی حرکت می‌کند به صورت یک الگوی به هم پیوسته ظاهر می‌شود که کانال به کانال به سمت پایین صفحه حرکت می‌کند.

این طراحی به این منظور است که مشاهده یک رویداد الکتریکی منفرد را در حین انتشار در قشر پیرا‌پیکانی آسان‌تر کند؛ نوار بافتی از مغز که در هر دو طرف شیار بین نیمکره‌ای (شیار عمیقی که دو نیمکره را از هم جدا می‌کند) قرار دارد.

نحوه ساخت مونتاژ دو قطبی طولی بر اساس سیستم ۱۰-۲۰

خود زنجیره‌ها از سیستم بین‌المللی ۱۰-۲۰ منشا می‌گیرند؛ نقشه استانداردی از موقعیت‌های الکترود روی پوست سر که تقریباً در تمام ثبت‌های بالینی EEG استفاده می‌شود.

نام الکترودها ترکیبی از یک حرف برای ناحیه مغزی (Fp برای فرونتوپولار، F برای فرونتال یا پیشانی، C برای سانترال یا مرکزی، P برای پاریتال یا آهیانه‌ای، O برای اکسیپیتال یا پس‌سری) با یک عدد یا حرف است که نشان‌دهنده نیمکره و فاصله از خط میانی می‌باشد. اعداد فرد در سمت چپ، اعداد زوج در سمت راست قرار می‌گیرند و حرف "z" نشان‌دهنده خود خط میانی است.

از روی این نقشه، معمولاً سه زنجیره پیرا‌پیکانی ساخته می‌شود: یکی در نیمکره چپ، یکی در نیمکره راست و دیگری در امتداد خط میانی از طریق Fz، Cz و Pz. یک زنجیره پیرا‌پیکانی واقعی از ناحیه فرونتوپولار مستقیماً از طریق الکترودهای پیشانی، مرکزی و آهیانه‌ای به قطب پس‌سری منتهی می‌شود، به عنوان مثال Fp1 به F3 به C3 به P3 به O1 در سمت چپ. در عمل بالینی روتین، تکنسین‌ها گاهی اوقات یک زنجیره جانبی‌تر (لترال‌تر) از طریق F7 و T3 را جایگزین می‌کنند.

چرا پزشکان مونتاژ دو قطبی طولی را ترجیح می‌دهند

استدلال پشت محبوبیت این مونتاژ EEG بر دو ادعا استوار است که معمولاً آموزش داده می‌شود:

1. ادعای اول، هم‌راستایی آناتومیک است. از آنجا که زنجیره‌های طولی موازی با شیار بین نیمکره‌ای و تحدب پیرا‌پیکانی حرکت می‌کنند، تصور می‌شود که این مونتاژ دیسشارژهایی را ردیابی می‌کند که در همان صفحه جلو به عقب منشأ گرفته یا منتشر می‌شوند، مانند فعالیت‌های صرع‌مانند ناشی از نواحی فرونتال میانی یا پاریتال. اگر یک دیسشارژ در امتداد یک خط حرکت کند، مونتاژی که در امتداد همان خط ساخته شده است باید آن را به وضوح نشان دهد.

2. ادعای دوم مربوط به کاهش آرتیفکت است. از آنجا که الکترودها در یک زنجیره طولی در مقایسه با زنجیره‌های عرضی که از چپ به راست در ناحیه گیجگاهی حرکت می‌کنند، دورتر از عضله تمپورالیس (گیجگاهی) در کنار سر قرار دارند، طرفداران این روش استدلال می‌کنند که مونتاژهای طولی نویزهای عضلانی کمتری را ناشی از فشردن فک یا تنش صورت دریافت می‌کنند.

آرتیفکت‌های رایج در زنجیره‌های پیرا‌پیکانی

خواندن هر نوار EEG مستلزم تمایز سیگنال‌های مغزی از آرتیفکت‌ها (نویزهای ایجاد شده توسط عضلات، چشم‌ها و تجهیزات به جای نورون‌ها) است. زنجیره‌های دو قطبی طولی مجموعه ای از الگوهای آرتیفکت قابل شناسایی را ایجاد می‌کنند:

• پلک زدن: انحراف بزرگ رو به پایین در جفت‌های Fp1-F3 و Fp2-F4 که به سمت عقب کاهش می‌یابد

• حرکات عمودی چشم: معکوس شدن فاز در همان جفت‌های فرونتال

• حرکات افقی چشم: عمدتاً در زنجیره‌هایی که فاقد F7/F8 هستند وجود ندارد

• تنش عضله فرونتال (پیشانی): نویز سریع و دندانه‌دار متمرکز در جفت‌های Fp1-F3 و Fp2-F4

• تعریق یا تماس ضعیف الکترود: انحراف کند خط بازه (خط پایه) که می‌تواند شبیه به کندی دلتا باشد

پلک زدن باعث ایجاد یک انحراف بزرگ رو به پایین در کانال‌های Fp1–F3 و Fp2–F4 (جفت‌های نزدیک‌تر به چشم‌ها) می‌شود و این انحراف با حرکت به سمت عقب زنجیره، کوچک‌تر می‌شود. حرکات عمودی چشم، مانند نگاه کردن به بالا یا پایین، تمایل به ایجاد معکوس شدن فاز در همین جفت‌های پیشانی دارند، به این معنی که شکل موج بین کانال‌های مجاور تغییر جهت می‌دهد.

حرکات افقی چشم، انحراف مثبت یا منفی متمرکز در الکترودهای F7 یا F8 را در صورت گنجانده شدن آن‌ها در مونتاژ ایجاد می‌کنند، اما یک زنجیره پیرا‌پیکانی خالص که این موقعیت‌های جانبی را حذف می‌کند، تا حد زیادی از این آرتیفکت خاص در امان است.

تنش عضله پیشانی، ناشی از اخم کردن یا سفت شدن کلی صورت، به صورت نویز سریع و دندانه‌دار ظاهر می‌شود که در جفت‌های پیشانی، یعنی باز هم Fp1–F3 و Fp2–F4، بیشتر قابل مشاهده است.

یک آرتیفکت ظریف‌تر و از نظر بالینی خطرناک‌تر، تعریق عمومی یا تماس ضعیف الکترود است که باعث ایجاد نوسان کندی در خط بازه می‌شود که می‌تواند شبیه به کندی دلتا باشد؛ یک الگوی موج کند واقعی که با انسفالوپاتی یا سایر اختلالات مغزی مرتبط است. این آرتیفکت خاص مستقیماً به شواهدی که در ادامه مورد بحث قرار می‌گیرد مربوط می‌شود، زیرا اشتباه گرفتن نوسان خط پایه با کندی واقعی دقیقاً همان نوع خطای خوانشی است که هنگام تفسیر ثبت‌های با کانال‌های کاهش‌یافته تحت فشار زمان رخ می‌دهد.

مطالعه EEG خط مو: آزمایش مونتاژ تحت فشار

پژوهشگران برای بررسی یک رویکرد غربالگری سریع به نام «EEG خط مو» تلاش کردند تا آزمایش کنند که آیا یک آرایه الکترود کاهش‌یافته که برای سرعت و راحتی در نزدیکی خط مو قرار می‌گیرد، می‌تواند به طور قابل اعتمادی وضعیت صرعی غیرتشنجی (NCSE) را شناسایی کند یا خیر. NCSE حالتی از فعالیت تشنجی مداوم است که فاقد تشنج‌های واضح یک حمله معمولی است و فقط با EEG قابل تأیید است. از آنجا که NCSE در بیماران بدحال شایع است و راه‌اندازی کامل EEG زمان‌بر است، یک روش غربالگری سریع‌تر جذابیت بالینی واقعی دارد.

پژوهشگران ۱۲۰ نمونه EEG (ترکیبی از ثبت‌های نرمال و الگوهای غیرنرمال مختلف) را گرفتند و هر کدام را به سه مونتاژ مجزای شش کاناله تبدیل کردند تا ثبت خط مو را شبیه‌سازی کنند.

• مونتاژ A یک مونتاژ دو قطبی طولی بود که فقط زنجیره‌های پیرا‌پیکانی محدود را پوشش می‌داد.

• مونتاژ B از یک تنظیم مرجع گوش استفاده می‌کرد که نسبت به گوش در همان سمت هر الکترود اندازه‌گیری می‌شد (همسو).

• مونتاژ C از همان روش مرجع استفاده می‌کرد اما نسبت به گوش در سمت مخالف اندازه‌گیری می‌شد (دگرسو).

سپس پنج نوروفیزیولوژیست آموزش‌دیده هر سه نسخه را تفسیر کردند و خوانش‌های آن‌ها با تفسیر اصلی و کامل مونتاژ همان ثبت‌ها مقایسه شد.

عملکرد مونتاژ دو قطبی طولی در این مطالعه

در میان سه مونتاژ کاهش‌یافته آزمایش‌شده، نسخه دو قطبی طولی با ۷۱ درصد تفسیرهای صحیح، بهترین عملکرد را داشت. این نتیجه به مونتاژ مرجع گوش همسو با ۷۰.۵ درصد نزدیک بود و هر دو عملکرد بهتری نسبت به مونتاژ مرجع گوش دگرسو داشتند که تنها به ۶۵ درصد رسید.

اما دقت کلی، تفاوت‌های مهمی را بر اساس الگویی که خوانندگان سعی در شناسایی آن داشتند پنهان می‌کند.

حساسیت برای تشخیص صحیح یک EEG نرمال بالا و برابر با ۹۱٪ بود، به این معنی که این مونتاژ در تأیید عدم وجود موارد غیرنرمال بسیار خوب عمل کرد. حساسیت برای تشنج‌ها به شدت کاهش یافت و تنها به ۷۲٪ رسید، به طوری که فعالیت تشنجی مکرراً با الگوهای آرامش‌بخش‌تر مانند یک نوار نرمال یا کندی عمومی اشتباه گرفته شد.

ضعیف‌ترین نتیجه مربوط به دیسشارژهای صرع‌مانند دوره‌ای لترالیزه‌شده (PLEDs) بود؛ الگوی تکرارشونده‌ای از امواج تیز که محدود به یک سمت مغز است و اغلب نشان‌دهنده آسیب‌شناسی زمینه‌ای مهمی می‌باشد. در اینجا حساسیت به تنها ۵۴٪ کاهش یافت، به این معنی که تقریباً نیمی از این دیسشارژها شناسایی نشدند.

نویسندگان این مطالعه در مورد نتیجه‌گیری صریح بودند: یک EEG خط مو که بر پایه یک مونتاژ دو قطبی طولی کاهش‌یافته ساخته شده باشد، حساسیت پایینی برای تشخیص تشنج دارد و آن‌ها صراحتاً توصیه کردند که از EEG خط مو به عنوان یک ابزار غربالگری سریع برای NCSE استفاده نشود. به عبارت دیگر، جذابیت یک راه‌اندازی سریع‌تر، به قابلیت اطمینان تشخیصی برای شرایطی که قرار بود شناسایی کند، ترجمه نشد.

• حساسیت EEG نرمال: ۹۱٪ (به طور قابل اعتمادی شناسایی شد)

• حساسیت تشنج: ۷۲٪ (اغلب به عنوان نرمال یا کندی عمومی خوانده شد)

• حساسیت PLEDs: ۵۴٪ (تقریباً نیمی از موارد نادیده گرفته شد)

• نتیجه‌گیری: آرایه دو قطبی طولی کاهش‌یافته برای غربالگری سریع NCSE مناسب نیست

آیا یک مونتاژ طولی کامل می‌تواند عملکرد بهتری داشته باشد؟

برخی ممکن است تمایل داشته باشند که این یافته را به تمام مونتاژهای دو قطبی طولی تعمیم دهند، اما این مطالعه به طور خاص یک نسخه کاهش‌یافته شش کاناله خط مو را بررسی کرد، نه تنظیمات طولی کامل ۱۰-۲۰ را که در EEG بالینی استاندارد استفاده می‌شود.

با این حال، حساسیت پایین برای تشنج‌ها که در اینجا یافت شد، یک نکته ساختاری گسترده‌تر را برجسته می‌کند: هر مونتاژ طولی با تعداد کانال‌های محدود، صرف‌نظر از مزایای آناتومیک نظری آن، از همان آسیب‌پذیری برخوردار است. الکترودهای کمتر به معنای پوشش کمتر است و پوشش کمتر، احتمال دیده نشدن دیسشارژی را که خارج از نوار ثبت‌شده رخ می‌دهد، افزایش می‌دهد.

نحوه خواندن یک نوار دو قطبی طولی

اگر در حال آشنایی با این مونتاژ هستید، رعایت چند عادت خطر تفسیر نادرست را کاهش می‌دهد:

• هر زنجیره پیرا‌پیکانی را از بالا به پایین بررسی کنید تا به دنبال معکوس شدن فاز بگردید؛ جایی که شکل موج در یک کانال به سمت بالا و در کانال مجاور که دارای یک الکترود مشترک است به سمت پایین اشاره می‌کند. این الگو به منبع تقریبی دیسشارژ اشاره دارد، زیرا الکترود مشترک احتمالاً نزدیک‌ترین نقطه به محل شروع فعالیت غیرطبیعی است.

• با یک نوار به ظاهر نرمال در ثبت دو قطبی طولی کاهش‌یافته، به جای اطمینان، با احتیاط رفتار کنید. مطالعه خط مو نشان داد که تشنج‌ها مکرراً به عنوان نرمال تفسیر می‌شوند، به این معنی که عدم وجود ناهنجاری واضح در یک مونتاژ محدود، وجود فعالیت تشنجی واقعی را رد نمی‌کند.

• قبل از نتیجه‌گیری مبنی بر «عدم وجود فعالیت صرع‌مانند»، مونتاژ خاص و پوشش الکترودها را بررسی کنید. نرخ کلی ۷۱ درصدی تفسیر صحیح در این مطالعه که توسط نوروفیزیولوژیست‌های مجرب به دست آمد، نشان می‌دهد که حتی خوانندگان باسابقه نیز می‌توانند توسط پوشش ناکافی کانال‌ها گمراه شوند.

کلام آخر در مورد مونتاژهای دو قطبی طولی

مونتاژ دو قطبی طولی، الکترودها را در زنجیره‌های پیرا‌پیکانی و جلو به عقب سازماندهی می‌کند و ابزاری بنیادین است که در سراسر دوره‌های آموزشی علوم اعصاب و نوروفیزیولوژی بالینی تدریس می‌شود. اندازه‌گیری بهتر دیسشارژهای پیرا‌پیکانی و کاهش تداخل آرتیفکت‌های عضلانی گیجگاهی در این روش، بر منطق آناتومیک معقولی استوار است.

منابع

1. کولز، بی. جی.، و حسین، ای. ام. (۲۰۰۷). ارزیابی EEG خط مو به عنوان یک ابزار غربالگری برای وضعیت صرعی غیرتشنجی. Epilepsia, 48(5), 959-965. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2007.01078.x

پرسش‌های متداول

مونتاژ دو قطبی طولی در EEG چیست؟

یک مونتاژ دو قطبی طولی، الکترودهای مجاور را در زنجیره‌هایی که از جلو به عقب سر امتداد دارند و از صفحه پیرا‌پیکانی پیروی می‌کنند، جفت می‌کند. هر کانال تفاوت ولتاژ بین دو همسایه را نشان می‌دهد و ردیابی چگونگی حرکت فعالیت الکتریکی در امتداد محور طولی مغز را آسان‌تر می‌سازد.

چگونه یک مونتاژ دو قطبی طولی بر اساس سیستم ۱۰-۲۰ ساخته می‌شود؟

این روش از موقعیت‌های استاندارد الکترود ۱۰-۲۰ برای تشکیل سه زنجیره استفاده می‌کند: چپ، راست و خط میانی. به عنوان مثال، یک زنجیره چپ معمولاً Fp1 را به F3، سپس F3 را به C3، C3 را به P3، و P3 را به O1 متصل می‌کند و یک توالی از جفت‌های دو قطبی ایجاد می‌نماید.

چرا پزشکان مونتاژ دو قطبی طولی را ترجیح می‌دهند؟

زنجیره‌ها با قشر پیرا‌پیکانی هم‌راستا هستند، بنابراین تصور می‌شود دیسشارژهایی که از جلو به عقب منتشر می‌شوند به وضوح ظاهر گردند. همچنین الکترودها از عضله گیجگاهی دورتر هستند که ممکن است آرتیفکت‌های مربوط به عضلات را در مقایسه با مونتاژهای چپ به راست کاهش دهد.

چه آرتیفکت‌های رایجی در زنجیره‌های دو قطبی طولی ظاهر می‌شوند؟

پلک زدن باعث ایجاد انحراف‌های بزرگ رو به پایین در جفت‌های فرونتال می‌شود، در حالی که حرکات عمودی چشم می‌توانند معکوس شدن فاز را در آنجا ایجاد کنند. تنش عضله پیشانی به صورت نویزهای سریع و دندانه‌دار در همان کانال‌ها نشان داده می‌شود و تماس ضعیف الکترود می‌تواند باعث انحراف کند خط پایه شود که شبیه به کندی پاتولوژیک است.

خواننده چگونه باید به یک نوار EEG دو قطبی طولی نگاه کند؟

هر زنجیره را برای یافتن تغییر فاز بررسی کنید؛ جایی که شکل موج بین کانال‌های مجاورِ دارای الکترود مشترک تغییر جهت می‌دهد، زیرا این امر به منبع احتمالی اشاره دارد. نوار به ظاهر نرمال در یک مونتاژ کاهش‌یافته باید با احتیاط تفسیر شود، زیرا تشنج‌ها می‌توانند در صورت ناقص بودن پوشش نادیده گرفته شوند.