Metodikk

Beskrivelse av utstyr og vedlikehold

EEG-utstyr er en del av det medisinsktekniske utstyret og monteres og brukes i henhold til gjeldende sikkerhetskrav for elektromedisinsk utstyr. Det anbefales at man tar opp video synkront med EEG-signalet ved standard registreringer. Registreringsutstyret skal ha mulighet for registrering av minimum 19 kanaler, men siden mange laboratorier benytter flere kanaler enn dette rutinemessig bør utstyret ha mulighet for flere kanaler. 

Maskinene bør registrere minimum 200 punkter i sekundet pr kanal (sampling rate). Signalet bør samles inn via A/D-omvandler med en oppløsning på minimum 12 bit, helst 18 bit. Ved lavere oppløsning forutsettes det muligheter for å endre forsterkningen for å kompensere for begrenset dynamikk i digitaliseringen.

Generelt om filtre

Filteret i forsterkerne må settes i overensstemmelse med innsamlingshastigheten på data. På systemer som kan endre innsamlingshastighet må filtrene være programmerbare. Med lavpassfilter på 70 Hz bør ikke innsamlingen foregå med mindre enn 200 punkter i sekundet. Ønsker man innsamlinger av mer høyfrekvent aktivitet, må man se til at man har et lavpassfilter med frekvens under halvparten av innsamlingsfrekvensen. Høypassfilteret i forsterkeren kan være 0,1 Hz for å få med de langsomste bølgene, men fordi dette kan gi problemer, særlig i undersøkelser av urolige barn, brukes 0,3-1 Hz filter som regel.

Med moderne systemer har man mulighet til å bruke digitale filtre i tillegg til de analoge filtrene i forsterkerne. Det vil her gjerne brukes filtre med ulike filter-karakteristikker som alle har ulike styrker og svakheter. Man skal være forsiktig med bruk av filtre som ikke gir faseforskyvning, særlig i samband med vurdering av paroksysmer.

Filtre er bygget for å påvirke signalet. Vanlige filtre vil ha flere effekter hvorav en del ikke er ønsket. Med digitale teknikker har man laget en rekke filtre som vekter ulike egenskaper ulikt for ulik bruk. Analoge filtre hadde som hovedproblem at de ga en frekvensavhengig faseforskyvning slik at deler av signalet kom senere i tid. Således vil toppen av en kurve komme senere etter filtrering enn før.

Digitale filtre kan korrigere for dette, men man innfører da andre problemer. Figur 1 viser samme signalet (et EEG-artefakt) filtrert med ulike digitale filtre. De to første viser et høypassfilter med frekvens 0,1 Hz og 1 Hz som etterligner et vanlig analogt filter (”forward filter”). Den gule streken viser at starten på potensialet ikke endrer seg. 1 Hz-filteret viser liten effekt på toppen. Effekten er moderat fordi signalets frekvensinnhold ligger langt unna filterfrekvensen.

Filterets bratthet angis i decibel per oktav (dB). Panel fire viser filtrering med brattere filter, dvs at det mer effektivt fjerner de deler av signalet som inneholder frekvenser utenfor filtergrensen. Panel fire viser betydelig "ringing" dvs at kurven fortsetter å svinge en stund etter hovedutslaget i potensiale. Legg merke til at start av potensialet fremdeles ligger på riktig sted.

Det tredje panelet viser et digitalt filter hvor man korrigerer for fasefeilen. Dette medfører at potensialet nå starter flere hundre millisekunder før reell start. Med et fasefritt bratt filter (panel 5) vil man også se ringing over ett sekund før start av signalet. Ulempen ved bruk av et fasefritt filter er derfor at starten av signaler blir lokalisert feil, selv om toppen er på riktig sted.

 

Figur 1 Hvordan filtere kan påvirke utseende av et signal

 

Registreringsparametre

Impedans

Impedansen bør ikke overstige 10 kOhm. Man bør se til at det er relativt lik motstand i alle elektroder. En bør unngå bruk av ulike elektrodemateriale i samme registrering.

Forsterkning

Standard forsterkning bør være 100 µV/cm på skjerm. I moderne digitale systemer er dette bare en praktisk innstilling for bruker. Med fast forsterker vil man forvente at forsterkeren er lineær opp til minimum 1000 µV.

Praktisk bruk av filtre

I moderne systemer har filtre i forsterkeren to funksjoner. Høypassfiltere skal se til at registreringen foregår i lineært forsterkerområde og lavpassfiltre skal se til at registreringen av signalet blir riktig (kfr Nyquist sampling teorem). Det bør ikke filtreres mer i forsterkerne enn hva som er nødvendig for å tilfredsstille disse krav. All ytterligere filtrering bør foregå under bedømming av EEG.

Elektrodetyper

Alle metaller vil i kontakt med hud introdusere aktivitet som blander seg med hjerneaktiviteten. Det vil dels forekomme galvaniske spenninger, dels vil det komme polariseringseffekter med avleiring på elektroder og derav følgende endring i impedans og konduktans. En del av endringene på elektrodene er svært frekvensavhengige og valg av elektroder vil i en viss utstrekning avhenge av type registrering. Vanlige elektrodetyper er sølv, sølv-sølvklorid og tinn. Sølv og sølv-sølvklorid-elektroder har i klinisk praktisk bruk vist seg relativt robuste og har nå en sentral plass i registreringen.

Nålelektroder er enkelte steder brukt rutinemessig. Disse gir en robust registrering, men pga liten ledende overflate er det ofte problemer med impedans og konduktans.

Elektrodehetter kan brukes. Til rutine-EEG kan det være nyttig hos urolige barn. Også ved lengre tids undersøkelser, særlig over timer, vil hettene kunne være nyttige. Til flerdøgnsregistrering har det hatt moderat gjennomslag dels pga ubehag for pasienter ikke minst under søvn.

Påsetting og behandling av elektroder bør utføres ifølge avdelingens regler for hygiene og infeksjonsprofylakse.  Disse skal være i henhold til sykehuset regelverk.

 

Elektrodesystemet og alternative tilleggs elektroder

Som et minimum bør elektrodene appliseres etter det internasjonale 10-20 systemet (Figur 2). Da dette systemet i praksis setter elektrodene relativt langt fra hverandre og heller ikke dekker nedre deler av temporallappen er det fremkommet et 10-10 system med 72 elektroder (Figur 3). Dette er de to internasjonale anerkjente systemene. Det er nå i tillegg foreslått et 10-5 system. I klinisk bruk bør man ved standard-utredning av voksne derfor bruke 10-20 systemet med tillegg av lav rekke på begge sider (F9, F10, T9, T10, P9, P10) (kfr 10-10 systemet). Dette gir totalt 25 kanaler pluss EKG. Elektrodene bør settes på nøyaktig og målebånd bør brukes med jevne mellomrom som ledd i kvalitetssikring. Med moderne forsterkere må man i tillegg til avledningselektrodene sette en referanseelektrode og minst en jordelektrode.

Merk forskjell i 10-20 og 10-10 systemets benevninger av temporoparietale elektroder (T3/T4 er erstattet med T7/T8, T5/T6 er erstattet med P7/P8). For å få registreringer som er sammenliknbare, og der man lettere kan inkludere lav-rekke, kan man også ved bruk av 10-20 systemet benytte benevnelser fra 10-10 systemet (såkalt modifisert kombinatoriell nomenklatur (modified combinatorial nomenclature)).

 

       

Figur 2 10-20 systemet med 19 +2 elektroder


Figur 3 10-10 systemet.

Referanse

All måling av spenning foregår mot en referanse. Valg av referanse ved registrering av EEG er viktig. I moderne forsterkere vil man ha én referanse-elektrode. Referanse-elektroden bør sitte på hodet, gjerne sentro-parietalt med god avstand til nærliggende elektroder. Flere elektroder som kobles sammen til referanse, f eks som koblede øre-elektroder bør unngås hvis man ønsker å benytte informasjon til nærmere lokalisering. Med moderne datasystemer kan man i ettertid beregne seg andre referanser ved behov. En vanlig brukt referanse er ”average” hvor man beregner et gjennomsnitt av mange elektroder og bruker dette som referanse. Dette vil ofte gi en relativt nøytral referanse, men den kan inneholde f.eks. øyeblunk-artefakter som da vi påvirke alle kanaler. Ved å regne spenningene om til strøm kan man gjenskape kanalene referansefrie.

Alternative tilleggs elektroder

Man bør rutinemessig plassere en lav elektroderekke over kinnbensbuen: F9, P9, T9, F10, T10 og P10 ved registrering av EEG for bedre registrering fra de nedre frontal- og temporalregionene.

Sfenoidalelektroder (Sph1 og Sph 2) vil gi noe lokal informasjon om fremre basale deler av temporallappen. Dette har vist seg nyttig ved utredning av pasienter med temporallappsepilepsi. Bruken av lav rekke har minsket behovet for sfenoidal-elektroder. F9 og F10 kan erstatte T1 og T2 (T1 og T2; en tredjedel fram langs linjen mellom ytre øregang og ytre øyevinkel og en cm opp) for å detektere spikefoci i fremre temporalregion. Pharyngeal elektroder (Pg1 og Pg2) benyttes sjelden.

EKG-elektroder bør være standard på alle pasienter. Elektroder som måler øyebevegelser kan også være nyttige.

 

Feste av elektroder

Elektrodene må festes til hodebunnen. Vanligvis brukes kun elektrodepasta (se nedenfor), men dette kan unntaksvis gjøres med lim (”collodium”). Noen benytter hette.  For å feste vanlig påsatte elektroder brukes tubegass-hette ellers kan det benyttes komplette hettesystemer med innbygde elektroder. Valg av metode vil i en viss utstrekning variere med registreringstype. Ved korte registreringer vil man med fordel bruke f.eks. bare elektrodepastaen. Ved lengre registreringer er det viktigere med godt feste hvorfor man da gjerne vil bruke en av de metodene som er nevnt ovenfor i tillegg til elektrodepasta. Ved riktig lange undersøkelser, vil behovet for revidering av elektroder vanskeliggjøre bruk av lim.

Elektrodepasta

For å oppnå god kontakt mellom hud og elektrode benytter man en elektrisk ledende pasta. Pasta til bruk med løse elektroder må være fysisk stabil for ikke flyte ut og kortslutte mellom elektroder. En stabil pasta vil også kunne brukes som eneste feste ved korte registreringer. Ved limte elektroder og ved bruk av hetter må pastaen kunne appliseres via en sprøytespiss og må således være relativt tyntflytende. Det stilles da større krav til nøyaktighet under monteringen for å unngå at pastaen flyter ut og kortslutter mellom kanaler. Dette problemet er størst ved bruk av de fleste typer av hetter, hvor det er umulig å gjøre en visuell inspeksjon under applisering.