ESETTANULMÁNY A SUCORTICALIS ISCHAEMIÁS AGYI KÁROSODÁS SPEKTRÁLIS EEG-JELLEMZÔI Esetelemzés Molnár Márk 1, Csuhaj Roland 1, Horváth Szabolcs 2, Vastagh Ildikó 3, Gaál Zsófia Anna 1, Czigler alázs 4, álint Andrea 4, Nagy Zoltán 5 1 Magyar Tudományos Akadémia, Pszichológiai Kutatóintézet, udapest 2 Szent Rókus Kórház, Neurológiai Osztály, udapest 3 Semmelweis Egyetem, Általános Orvostudományi Kar, Neurológiai Klinika, udapest 4 Eötvös Loránd Tudományegyetem Magyar Tudományos Akadémia, Pszichofiziológiai Központ, udapest 5 Agyérbetegségek Országos Központja, udapest evezetés Az ischaemiás stroke-ot jellemzô EEGelváltozások régóta ismertek, de az irodalmi adatok több vonatkozásban nem egységesek. A szerzôk az egyoldali subcorticalis stroke kapcsán nyert EEG-adatokat elemezték, hangsúlyt fektetve a szemnyitásra bekövetkezô változások dinamikájának értelmezésére. Vizsgálati személyek és módszerek A vizsgálatok egy 54 éves betegen (bal oldali frontális és parietalis fehérállományt érintô befejezett stroke) és 12 egészséges személyen történtek. A csukottszem- és nyitottszemállapotban elvezetett EEG-n meghatározták az abszolút és relatív spektrumokat, a théta/béta hányadosokat, a szemnyitás hatását jellemzô interakciós mutatót, valamint az úgynevezett szimmetriaindexet. A betegen mért, illetve az egészséges csoport adatait 95%-os konfidenciaintervallum-számítás alapján vetették össze. Eredmények A károsodás oldalán, függetlenül az elvezetési helyzettôl, az abszolút spektrumokban a lassú frekvenciájú sávok oldaltúlsúlyát, valamint a théta-béta sávok emelkedését találták. Szemnyitás hatására a károsodás oldalán a béta1- és béta2-sávok növekedése elmaradt az ép oldalon és a kontrollcsoportnál tapasztalt emelkedéstôl. Az oldalkülönbség dinamikáját jellemzô interakciós mutató alapján a béta2-sáv változása volt a legjellemzôbb. A szimmetriaindex mind csukottszem-, mind nyitottszem-állapotban a károsodás oldalán a lassú, az ép oldalon a gyorsfrekvencia-tartományok dominanciáját igazolta. Következtetések A lokalizált fehérállományi károsodás kérgi laesio nélkül is elegendô ahhoz, hogy a károsodás oldalán a lassúfrekvencia-tartomány túlsúlyát és a gyorsfrekvencia-sávok csökkenését okozza, amely az abszolút spektrumokban és a szimmetriaindexben egyaránt megnyilvánul. A gyorsfrekvencia-sávoknak a károsodás oldalán tapasztalt funkcionálisreaktivitás-hiánya jól követhetô a relatív spektrumok szemnyitásra bekövetkezô változásában, valamint az oldalkülönbség dinamikáját jellemzô interakciós mutató számítása alapján. Kulcsszavak: subcorticalis ischaemiás stroke, EEG-frekvenciaspektrum, szimmetriaindex, szemnyitás hatása SPECTRAL EEG-CHARACTERISTICS OF SUCORTICAL ISCHEMIC RAIN LESION A CASE STUDY Molnár M, MD; Csuhaj R, MD; Horváth Sz, MD; Vastagh I, MD; Gaál ZsA, MD; Czigler, MD; álint A, MD; Nagy Z, MD Clin Neurosci/Ideggy Szle 2006;59(3 4):121 131. Introduction Although the EEG-changes caused by ischemic stroke are well known, data of the literature are rather ambiguous. The EEGfindings recorded in a patient with a unilateral subcortical ischemic lesion are evaluated with special emphasis related to the effect of the dynamics caused by eyes opening. Participants and methods Data recorded from a patient (54 years old male with a completed stroke involving the frontal and parietal subcortical region in the left side) were compared to those of a control group (12 healthy age matched subjects). Absolute and relative frequency spectra, theta/beta quotients, the interaction index characterizing the effect of eyes opening and the symmetry index were calculated from the EEG recorded in eyes closed and eyes open conditions. Data of the patient were compared to those recorded in the control group on the basis of 95% confidance intervals. Results Irrespective of the recording conditions the predominance of slow activity and the increase of theta/beta quotients were found in the absolute frequency spectra. The increase of beta1 and beta2 frequency bands following eyes opening on the side of the lesion were found to be less obvious than that seen on the intact side and that observed in the control group. With respect to the interaction index related to the side differences caused by eyes opening the change of the beta2 frequency band was found to be the most conspicuous. The symmetry index underscored the predominance of slow (delta, theta, alpha1) frequencies on the lesion side, and that of the fast (beta1, beta2) frequencies on the intact side in both recording conditions. Conclusions Localized lesion of the white matter without cortical damage can cause the predominance of slow activity and decrease of the fast frequency bands on the side of the lesion which can be shown by the absolute frequency spectra and is revealed by the symmetry index. The lack of functional reactivity of the fast frequencies in the side of the lesion can clearly be seen in the change of relative spectra following eyes opening and on the basis of the calculation of the interaction index reflecting the dynamics of side differences. Keywords: subcortical ischemic stroke, EEG frequency spectrum, symmetry index, effect of eyes opening Levelezô szerzô (correspondent): Dr. Molnár Márk, Magyar Tudományos Akadémia, Pszichológiai Kutatóintézet, 1394 udapest, Pf. 398. Telefon: (1) 354-2290, fax: (1) 354-2416, e-mail: molnar@cogpsyphy.hu Érkezett: 2004. december 14. Elfogadva: 2005. május 25. Clin Neurosci/Ideggy Szle 2006;59(3 4):121 131. 121
ár a képalkotó módszerek árnyékában a cerebrovascularis betegségek (stroke) vizsgálatára is használt elektroencefalográfia (EEG) talán kissé hátrább szorult a diagnosztikus segédeljárások között, relatív olcsósága, noninvazív jellege, funkcionális állapotváltozásokra vonatkozó igen gyors idôbeli feloldóképessége és érzékenysége az EEG-t továbbra is értékes vizsgálóeszközzé teszi. Nyilvánvaló, hogy csak a kvantitatív EEG-elemzô eljárások hatékonysága vethetô össze a számítógépes képmegjelenítô módszerek (fmri, PET) eredményeivel. Az EEG-elváltozásokat nemcsak a károsodás helye és nagysága befolyásolja, hanem többek között a stroke és az EEG-vizsgálat közben eltelt idô is. A CT-vizsgálattal ellentétben, ahol a jellemzô elváltozások csak napokkal késôbb jelennek meg, az EEG-n a stroke-ot követôen azonnal jelentkezhetnek kóros eltérések 1. Igen gazdag a cerebrovascularis betegség által okozott EEG-abnormitások irodalma 2, 3. E helyütt csak összefoglalóan, a fontosabbnak tûnô és leginkább elfogadott értelmezések ismertetésére vállalkozhatunk. Csak olyan munkák eredményeivel foglalkozunk, amelyek egyoldali, egygócú ischaemiás károsodás következményeit mérlegelik. Ezekben túlnyomórészt a spontán agyi elektromos aktivitás spektrális összetevôinek analízisével próbáltak következtetésekre jutni az ischaemiás károsodás helyére, mértékére, idôbeli változására és a prognózisra vonatkozólag. A károsodásnak megfelelô, lassú hullámú (delta, théta) aktivitás fokozódásának leírása a korai közlemények 4 6 óta következetesnek mondható 7 11. Ischaemiás károsodások elemzése során összefüggés mutatkozott a lassú hullámú aktivitás helye, a véráramlás mértéke (csökkenése) és a CT-n mutatkozó elváltozások között 12. Érzékeny mutatónak találták az alfa-sáv csúcsának aszimmetriáját 1, 13 és a théta/béta teljesítmény arányát (nagyobb a sérült oldalon) 14. Pool és munkatársai az EEG-elváltozásokat a károsodás mértékével próbálták összefüggésbe hozni, amennyiben a béta- és az alfa-sáv csökkenését enyhe, a delta növekedését súlyos laesio jeleként értékelték 15. A laesio lokalizációját illetôen kérgi (illetve corticosubcorticalis) károsodás esetén a legvalószínûbb, hogy az ischaemia EEG-jelei megjelenjenek 3. A striatocapsularis laesio ritkán jár együtt EEG-változással. Amennyiben az ischaemiás károsodás érinti a thalamust vagy a centrum semiovalét, nagyobb az esély, hogy a károsodás EEG-változásokat okozzon 9, 14, 16. Kiemelt figyelmet érdemelnek azok a vizsgálatok, amelyekben a tradicionális, csukottszem-állapotban végzett nyugalmi elvezetésen túlmenôen az eseményfüggô (szemnyitásra, kézmozgásra bekövetkezõ stb.) EEG-reaktivitás mértékét elemezték. A károsodás oldalán ennek csökkenését tapasztalták 14. Van Huffelen és munkatársai a legérzékenyebb mutatóknak az alfa-csúcsfrekvencia oldalkülönbségét, valamint ennek szemnyitásra bekövetkezô aszimmetriáját találták 1. A vonatkozó közlések jelentôs részében az EEG-elemzés egyik célja a prognózis megítélése. Míg egyes szerzôk kétségbe vonják az EEG-elváltozások prognosztikus értékét 17, mások szerint ennek egyes jellemzôi, például az alfa-csúcsfrekvencia aszimmetriájának változása 13 vagy a lassú aktivitás területi eloszlása 18 hasznos eszközként értékesíthetôk a prognózis mérlegelésekor. A jelen tanulmányban ritka lokalizációjú ischaemiás károsodás hatását elemezzük az EEG egyes spektrális jellemzôire abból a célból, hogy kihasználjuk a lehetôséget, amelyet a károsodás EEG-jeleinek elméleti és gyakorlati értelmezése kínál, az alkalmazott eljárásoknak a károsodás hatásaira vonatkozó érzékenységét mérlegelve. Egy további tanulmányban hasonlítjuk össze a jelenleg bemutatott lineáris elemzések és a nemlineáris módszerek hatékonyságát (Ideggy Szle 2006: in press). Módszerek ESETISMERTETÉS Az 1950-ben született, jobbkezes férfi elsô ízben 2001-ben került kórházba. Három éve tudott magas vérnyomásáról. Felvételét megelôzôen másfél éve idôszakos jelleggel jobb alsó végtagjának néhány percig történô zsibbadását, elgyengülését érezte. Felvételekor enyhe dysarthriát, jobb oldalon centrális nervus facialis paresist, alsó végtagi túlsúlyú enyhe hemiparesist, fokozott mélyreflexeket és abinski-jelet találtak. A koponya-ct-vizsgálat eredménye: bal oldalon frontálisan és parietalisan vonalszerû fehérállományi hypodensitás. Állapota javult, de 2001-ben, illetve 2002-ben a fenti tünetek súlyosbodása miatt ismételten neurológiai osztályra került. A 2002-ben készült MR-felvételeken bal oldali frontális és parietalis, döntôen a felsô határterületi zónát érintô, de a cortexet megkímélô ischaemiás laesiók voltak láthatók, többszörös kétoldali pontszerû lacunaris elváltozások mellett. A 2003-ban elvégzett MR-vizsgálat alapján a bal oldalon frontoparietalisan és a trigonumnak megfelelôen a T1-súlyozott képen kis, a T2-súlyozott képen nagy jelet adó sáv ábrázolódott. A frontális parasagittalis fehérállományban a kérget megkímélô, de a gyrusokba kesztyûujjszerûen benyúló laesio volt 122 Molnár: A subcorticalis stroke EEG-jellemzôi
látható, az ellenkezô oldalon enyhe mértékû leukoaraiosis (1. ábra). A 2003-ban végzett elektrofiziológiai vizsgálatunkra otthonából jelent meg. Neurológiailag jelzett jobb oldali centrális nervus facialis paresist és enyhe fokú, jobb oldali, alsó végtagi túlsúlyú hemiparesist találtunk. A vizsgálat közben jól kooperált. A MAWI teszt alapján dementia nem igazolódott. A KONTROLLCSOPORT A beteg adatait egészséges személyek (az alábbiakban leírt körülmények között rögzített) EEGjével hasonlítottuk össze. Az egészséges kontrollcsoport 12 jobbkezes személyének átlagéletkora 49 év volt. Korábban és a vizsgálat idején neurológiai és pszichiátriai betegség miatt nem álltak kezelés alatt. Nem szedtek olyan gyógyszert, amely befolyásolta volna az EEG-t. Mind a beteg, mind pedig a kontrollszemélyek elôzetes részletes felvilágosítást követôen önként vettek részt a vizsgálatban. EEG-ELVEZETÉS 1. ábra. A beteg T2-súlyozású MR-felvételei: A axiális, FLAIR coronalis képek Az EEG regisztrálását elektromosan árnyékolt és akusztikusan szigetelt, gyengén megvilágított szobában végeztük. A személy kényelmes székben helyezkedett el. Csukottszem- és nyitottszem-állapotban két-két perces EEG-felvételt készítettünk. A felvétel a 10-20-as nemzetközi rendszernek megfelelôen elhelyezett 19 elektróddal NeuroScan erôsítôrendszer és szoftver segítségével, 200 Hz-es digitalizálási sebességgel történt. Referenciaként az orrhegyet, földként a fülcimpákat használtuk. Az erôsítôk frekvenciaátvitele 0,5 45 Hz volt. Az EEG-t 5115 ms hosszú szakaszokra bontottuk, amelyeken vizuális mûtermékszûrés történt. A mûtermékektôl mentesnek bizonyult elvezetésekben, csukottszem- (összesen 51,15 s), illetve nyitottszem- (összesen 66,495 s) állapotokban rögzített szakaszokon elemeztük a frekvenciateljesítmény abszolút sûrûségspektrumait és a relatív frekvenciaspektrumokat, valamint az úgynevezett szimmetriaindexet (l. késôbb). A vizsgálat során akusztikus kiváltott potenciálokat is regisztráltunk, amelynek eredményét jelen tanulmányban nem tárgyaljuk. AZ EEG-LELET ELEMZÉSÉRE HASZNÁLT ELJÁRÁSOK A frekvenciaanalízist FFT- (fast Fourier transform) módszerrel végeztük, NeuroScan szoftver segítségével. A következô hat frekvenciasávot elemeztük: delta: 0,5 4 Hz, théta: 4 8 Hz, alfa1: 8 11 Hz, alfa2: 11 14 Hz, béta1: 14 25 Hz és béta2: 25 35 Hz. A diszkrét frekvenciaértékekhez tartozó µv 2 értékekbôl egy erre a célra írt MatLab program segítségével állítottuk elô az egyes frekvenciasávok frekvenciateljesítményének abszolút és relatív sûrûségspektrumait és az ezen értékekbôl képzett különféle mutatókat. A féltekei jellemzôk kiszámításakor a megfelelô elektródokon mért értékek átlagolását végeztük a középvonalbeli (Fz, Cz, Pz) elektródok kihagyásával. Az abszolút és a relatív frekvenciaspektrumokat mind nyitottszem-, mind csukottszem-állapotokban meghatároztuk, mind a hat sáv esetében külön képezve a jobb és a bal oldalon számított spektrumok átlagait. Az így kapott értékekbôl számítottuk ki az oldalkülönbség-mutatókat, amelyeket úgy kaptunk meg, hogy a bal oldalon mért értékbôl vontuk ki a jobb oldalon mért értéket. (Ezek szerint, amennyi- Clin Neurosci/Ideggy Szle 2006;59(3 4):121 131. 123
A 2. ábra. Az abszolút spektrumok oldalkülönbségei (a bal oldali értékbôl kivonva a jobb oldali értéket) A csukottszem- és nyitottszem-helyzetben, a különbözô frekvenciasávokban. (A konfidenciaintervallumok nagyságát az egyes oszlopokhoz illesztett egyenesekkel jelöltük.) *A betegnél mért érték a 95%-os konfidenciaintervallumot valamilyen irányban meghaladta. ben az oldalkülönbség-mutató pozitív, úgy az a bal, amennyiben negatív, úgy az a jobb oldalon mért nagyobb értéket jelzi.) A szemnyitás hatásának kiszámítása során a nyitottszem-állapotban rögzített értékbôl vontuk ki a csukottszem-állapotban rögzített értéket. Ezért a pozitív elôjelû szám azt jelenti, hogy a szemnyitás hatására az adott érték nôtt (vagyis nyitottszem-állapotban nagyobb értéket mértünk, mint csukottszem-állapotban). Meghatároztuk az abszolút és a relatív spektrumok szemnyitásra bekövetkezô változását mindkét oldalon, mind a hat frekvenciasáv esetében. Az oldalkülönbség és a szemnyitás hatását megjelenítô adatok segítségével kiszámítottuk a szemnyitásra bekövetkezô változások oldalkülönbségi mutatóját. Ennek alapján vizsgálható a szemnyitás hatásának dinamikája (a betegen, illetve a kontrollcsoport esetében) az oldalkülönbségek függvényében. Ez a szám interakciós mutatóként értelmezhetô, amely a szemnyitásra jelentkezô helyzetkülönbség oldalkülönbségét jellemzi. Ezt a mutatót úgy határoztuk meg, hogy a bal oldalon számított, szemnyitás hatását tükrözô mutatóból (l. fent) kivontuk a jobb oldalon számított hasonló értéket, majd az így kapott különbség abszolút értékét képeztük. A 0 érték jelöli, hogy a két félteke szemnyitásra adott reakciója megegyezik. Amenynyiben a konfidenciaintervallumhoz képest az eltérés negatív elôjelû, ez azt jelenti, hogy a betegen a két félteke változása olyan mértékben hasonló, amely a kontrollcsoportra nem jellemzô. A pozitív irányú eltérés viszont azt jelenti, hogy a két félteke reakcióját tekintve olyan aszimmetriát tapasztaltunk, amely eltérô a kontrollcsoportnál látott változástól. A mûveletet elvégeztük mind az abszolút, mind a relatív spektrumok esetében, mind a hat frekvenciasávra vonatkozóan. A szimmetriaindexet a van Putten és munkatársai által leírt módszer 19 alapján határoztuk meg. A számítás során a homológ kétoldali elektródpárra vonatkozó abszolút frekvenciaspektrumok FFT-koefficienseinek különbségét ezek összegével osztjuk el. Az összes hányados átlaga jelenti a szimmetriaindexet, amelynek értéke +1,0-tôl 1,0-ig terjedhet. Az eredeti módszertôl eltérôen a bal oldali értékbôl vontuk ki a jobb oldal hasonló értékét, és nem képeztük az eredmény abszolút értékét. Ezzel a módosítással az elôjelek értelmezése megegyezik az oldalkülönbség esetében leírtakkal. Ennek megfelelôen a 0 érték tökéletes szimmetriát jelent, a pozitív szám pedig azt, hogy a bal oldalon nagyobb értéket találtunk. A fenti mûvelet formális képlete a következô: N M 1 ij Jij SI = N M i= 1 j= 1 ij + Jij 124 Molnár: A subcorticalis stroke EEG-jellemzôi
amelyben az i=1 N az FFT nyomán keletkezett frekvenciasor egyes elemeit, míg a j=1 M a csatornapárokat jelöli. a csatornapár bal, míg a J a csatornapár jobb féltekei csatornájának felel meg. Meghatároztuk a fentiek mellett az egyes csatornapárokra vonatkozó szimmetriaindexet is, mind az összes, mind pedig külön az egyes frekvenciasávokra vonatkozólag. A csukottszem- és a nyitottszem-állapotban elvezetett EEG abszolút spektrumaiból théta/ béta1, illetve théta/béta2 hányadosokat képeztünk, és vizsgáltuk ennek oldalkülönbségét, valamint szemnyitásra bekövetkezô változását. A beteg személy fentiek szerint számolt adatait az egészséges kontrollcsoport adataival hasonlítottuk össze. Ehhez minden egyes mérôszám esetében meghatároztuk az adott mutatóra vonatkozó 95%-os konfidenciaintervallumot a kontrollcsoport esetében, majd azt vizsgáltuk, hogy a beteg vonatkozó adata ezen a sávon belül található-e. Az Eredmények fejezetben található 1 5. táblázatokban az egyes számokat követô +, illetve jellel jelöltük az eltérés irányát a kontrollcsoport konfidenciaintervallumaihoz képest. E jelölés hiánya azt jelzi, hogy az eltérés nagysága a konfidenciaintervallumot nem haladta meg. Eredmények ASZOLÚT FREKVENCIASPEKTRUMOK A 3. ábra. A szemnyitás hatása az abszolút teljesítménysûrûség-spektrumok sávjaira A bal és jobb oldalon. (A nyitottszem-állapotban rögzített értékbôl vontuk ki a csukottszem-állapotban mért értéket. A konfidenciaintervallumok nagyságát az egyes oszlopokhoz illesztett egyenesekkel jelöltük.) Az abszolút spektrumok egyes frekvenciasávokra vonatkozó oldalkülönbségei a két helyzetben a 2. ábrán láthatók. Csukott szem esetében a béta1 kivételével minden frekvenciasáv teljesítménye bal oldalon volt nagyobb. Nyitottszem-állapotban mind a béta1-, mind pedig a béta2-sáv a jobb oldalon volt nagyobb, míg az alacsonyabb frekvenciák bal oldali túlsúlya változatlan maradt. Ez az oldalkülönbség a delta- és a théta-sávban mindkét helyzetben, az alfa1-sávban nyitottszem-, az alfa2-sávban pedig csukottszem-állapotban nagyobb volt a kontrollcsoport értékeinél. Csukottszem-állapotban a béta1- sáv, nyitottszem-állapotban a béta1- és béta2-sáv jobb oldali túlsúlya haladta meg a konfidenciaintervallumot. A betegnél a théta/béta1 és a théta/béta2 hányadosok mind a nyitottszem-, mind pedig csukottszem-helyzetben következetesen nagyobbak voltak a bal oldalon a jobb oldalon mért értékeknél. A kontrollcsoporttal összehasonlítva a betegnél mért théta/béta1 hányados a konfidenciaintervallumot meghaladóan nagyobbnak bizonyult a bal oldalon mind csukottszem-, mind pedig nyitottszem-helyzetben. Az abszolút spektrumok szemnyitásra bekövetkezô változása a 3. ábrán látható. Szemnyitás hatására a betegnél és a kontrollcsoportban egyaránt mindkét oldalon csökkent a delta-, a théta-, az alfa1- és az alfa2-sávok teljesítménye. A béta1- és a béta2-, valamint a théta és a béta hányadosainak Clin Neurosci/Ideggy Szle 2006;59(3 4):121 131. 125
1. táblázat. Az egyes frekvenciasávokban mért abszolút teljesítmény sûrûségspektrumainak értékei (µv 2 -ben) csukottszem- és nyitottszem-állapotokban bal és jobb oldalon, valamint ezek különbségei (oldalkülönbség: a bal oldali értékbôl kivonva a jobb oldali értéket). Feltüntettük a théta/béta1 (Θ/β1) és a théta/béta2 (Θ/β2) sávok hányadosait is. (A számokat követô pozitív vagy negatív jelzés arra utal, hogy a betegnél talált érték milyen irányban haladja meg a konfidenciaintervallumot.) Állapot Delta Théta Alfa1 Alfa2 éta1 éta2 Θ/β1 Θ/β2 Csukott bal 53,944 + 24,816 + 9,154 7,555 10,778 3,835 + 2,302 + 6,470 szem jobb 48,380 17,176 5,944 5,570 12,197 3,555 1,408 4,831 oldalkülönbség 5,564 + 7,639 + 3,210 1,986 + 1,419 0,280 + 0,894 + 1,639 + Nyitott bal 45,440 + 21,302 + 8,600 5,982 10,919 3,744 1,951 + 5,690 szem jobb 38,104 + 13,283 5,451 5,017 13,053 4,725 + 1,018 2,811 oldalkülönbség 7,336 + 8,019 + 3,149 + 0,965 2,134 0,982 0,933 + 2,879 + változása a betegnél és a kontrollcsoportban mindkét oldalon kismértékû volt. A betegnél mért frekvenciateljesítmény abszolút sûrûségspektrumai csukottszem- és nyitottszem-állapotban mért értékeit, ezek oldalkülönbségeit, valamint a théta- és a béta1-, valamint a théta- és a béta2- sávok hányadosainak értékeit az 1. táblázatban tüntettük fel. RELATÍV FREKVENCIASPEKTRUMOK A relatív spektrumok egyes frekvenciasávokra vonatkozó oldalkülönbségei a két helyzetben a 4. ábrán láthatók. A relatív théta-sáv a bal oldalon, a béta1-sáv a jobb oldalon mindkét állapotban a konfidenciaintervallumot meghaladó mértékben volt nagyobb az ellenoldalinál. Szemnyitást követôen a béta2-sáv jobb oldali, illetve az alfa1-sáv bal oldali túlsúlya meghaladta a konfidenciaintervallum értékét. Szemnyitáskor a betegnél mindkét oldalon, de a jobb oldalon sokkal kifejezettebb delta- és théta-tartományú csökkenés, illetve a béta1- és a béta2- sávban növekedés volt tapasztalható (5. ábra). A beteg esetében nem volt megfigyelhetô a kontrollcsoportban mindkét oldalon jelentkezô kifejezett alfa2-csökkenés. Feltûnô volt a betegnél a bal oldalon a béta1-sáv kontrollcsoportnál bekövetkezô növekedésének elmaradása. A relatív frekvenciaspektrumok egyes sávokra vonatkozó, két oldalon mért értékeit és azok különbségeit a 2. táblázatban tüntettük fel. Az abszolút és relatív spektrumok szemnyitásra bekövetkezô változásai, illetve ezek kontrollcsoporttal történô összehasonlítása a 3. táblázatban láthatók. A SZEMNYITÁS HATÁSA AZ OLDALKÜLÖNSÉGEK FÜGGVÉNYÉEN A 4. táblázatban láthatók a szemnyitás hatásának az oldalkülönbségek függvényében mért interakciós mutatói. Az abszolút spektrumok théta-, alfa1- és béta1-sávját, valamint a relatív spektrumok alfa1- sávját tekintve a két oldal szemnyitásra bekövetkezô változása eltérôen a kontrollcsoportétól hasonló volt egymáshoz. A béta2-sávban a két oldal szemnyitásra bekövetkezô változása viszont (ugyancsak eltérôen a kontrollcsoportétól) mind az abszolút, mind a relatív spektrumok tekintetében eltért egymástól, amelyet az okozott, hogy a szemnyitásra bekövetkezô béta2-emelkedés jobb oldalon jóval kifejezettebb volt, mint a bal oldalon (3. táblázat). A fentiekben elemzett oldalkülönbségek kiemelésének érdekében kiszámítottuk az egyes frekvenciasávokra vonatkozó úgynevezett szimmetriaindexet (6. ábra). A betegnél csukottszem-állapotban a konfidenciaintervallumot meghaladóan bal oldalon nagyobb delta-, théta-, alfa1- és alfa2-, illetve jobb oldalon nagyobb béta1- és béta2-sávú teljesítményt tapasztaltunk. Nyitottszem-állapotban az aszimmetria jellege nem változott, azonban az alfa2-sávot tekintve a bal oldali oldaltúlsúly mértéke nem tért el a kontrollcsoportban tapasztalttól. A fenti adatokat az 5. táblázat tartalmazza. Az egyes elektródpárokra vonatkozó szimmetriaindexek elemzésekor a 0,3-nél nagyobb értékeket tekintettük olyan mértékûnek, amely esetekben az oldalkülönbség feltûnô aszimmetriára utalt, mert ez az érték minden elektródpár és mindkét elvezetési helyzet vonatkozásában meghaladta a konfiden- 126 Molnár: A subcorticalis stroke EEG-jellemzôi
ciaintervallumot. Ennek alapján a legtöbb frekvenciasávban aszimmetrikus értéket tapasztaltunk az F3-F4, F7-F8, illetve T3-T4 elektródpáron. Az F3-F4 elektródokon csukottszem-állapotban a delta-, a théta- és az alfa1-sávban, nyitott szem esetén a delta-, a théta-, az alfa1- és az alfa2-sávban bal oldali túlsúlyt tapasztaltunk. Az F7-F8, illetve a T3-T4 elektródokon mindkét állapotban a béta1- és a béta2-sávokban jobb oldali túlsúlyt találtunk. Az egészséges kontrollcsoportban a fenti kritériumok szerint egyik állapotban sem találtunk oldalkülönbséget egyik frekvenciasávban sem. A Megbeszélés Az ischaemiás agyi károsodás EEG-jelei nyilvánvalóan függenek a laesio helyétôl és nagyságától, és befolyásolják a kialakulás folyamatának idôbeli jellegzetességei (befejezett vagy progresszív stroke). Jelen tanulmányban olyan lokalizációjú károsodás következményeit próbáljuk értelmezni, amely ritka módon közvetlenül a kéreg alatti fehérállományt érinti körülírt területen, és befejezett stroke-nak tekinthetô. Az ischaemiás károsodást kísérô EEG-jelek értelmezéséhez nagy segítséget jelentene, ha kellôen ismert lenne ezen patológiás elektrográfiás minták keletkezési mechanizmusa. Még a fiziológiás EEG-ritmusok alapjai sem tekinthetôk azonban minden vonatkozásban tisztázottaknak, ezért csak érintôlegesen térünk ki a kérdés e vonatkozására. A neocortex csaknem minden (kivétel az alfa-orsó, a limbicus eredetû ritmusos théta-, illetve a tüskehullám minta) típusú EEG-aktivitás generálására képes 20. A FREKVENCIASÁVOK OLDALKÜLÖNSÉGEI Megfigyeléseink szerint sem a lassú frekvencia, sem pedig a gyors frekvencia tartományai változásának bekövetkezéséhez nem szükséges a kéreg károsodása, mivel ez a bemutatott beteg esetében a 4. ábra. A relatív teljesítmény sûrûségspektrumának (százalékban) oldalkülönbségei (a bal oldali értékbôl kivonva a jobb oldali értéket) csukottszem- és nyitottszem-állapotokban A bal oldalon, jobb oldalon. (A konfidenciaintervallumok nagyságát az egyes oszlopokhoz illesztett egyenesekkel jelöltük.) *A betegnél mért érték a 95%-os konfidenciaintervallumot valamilyen irányban meghaladta. képalkotó vizsgálat alapján ép volt. Adataink a lassúfrekvencia-sávot tekintve alátámasztják azil és munkatársai eredményeit, amely szerint a fokális lassú (delta-) aktivitás keletkezéséhez elegendô a kéreg alatti fehérállomány károsodása 21. Szakirodalmi adatokkal 3, 9, 22 egyezôen az ismertetett beteg esetében is megállapítottuk a károsodás oldalán (bal oldalon) az abszolút delta- és théta-tartomány oldaltúlsúlyát, a théta/béta arány növekedését, valamint a béta1-tartomány jobb oldali fölényét, függetlenül az elvezetési helyzettôl. Ezzel összhangban az abszolút és a relatív spektrumokban igazolható volt a lassú (théta-) tartomány bal, illetve a gyors sáv (béta1) jobb oldali túlsúlya. A théta- Clin Neurosci/Ideggy Szle 2006;59(3 4):121 131. 127
A 5. ábra. A szemnyitás hatása a bal és a jobb oldalon a relatív teljesítménysûrûségspektrumok egyes sávjaira a betegnél A csukott szem, nyitott szem esetén. (A nyitottszem-állapotban rögzített értékbôl vontuk ki a csukottszem-állapotban mért értéket. A konfidenciaintervallumok nagyságát az egyes oszlopokhoz illesztett egyenesekkel jelöltük.) *A betegnél mért érték a 95%-os konfidenciaintervallumot valamilyen irányban meghaladta. tartomány kórjelzô jelentôségére vonatkozólag a szakirodalom nem egységes; ezt alátámasztó 14, 23, illetve kétségbe vonó 7 közlés egyaránt ismert. Adataink megerôsítik Köpruner és munkatársai megfigyeléseit, akik a théta/béta hányados növekedését tapasztalták a károsodás oldalán 14. Az alfa-csúcsfrekvencia egyoldali károsodáskor diaschisisre utalva mindkét oldalon változhat 13. A több szerzô által használt alfa-csúcsfrekvencia -mérést nem alkalmaztuk, mert egyrészt más szerzôkkel 1, 14 egyetértésben azt találtuk, hogy ezt nem minden személyen lehet egyértelmûen meghatározni, másrészt a szimmetriaindex meghatározásával minden sávra vonatkozólag nyertünk ilyen típusú adatot. Konfidenciaintervallumot meghaladó, bal oldali oldaltúlsúlyt tapasztaltunk az alfa2-sáv (csukott szem) és az alfa1-sáv (nyitott szem) abszolút értékét tekintve. Utóbbi megfigyelésünk nem egyezik Nagata és munkatársai adataival 12, akik frontálislebeny- és temporalislebeny-károsodáskor az egész féltekének megfelelôen csökkentnek találták az abszolút alfa1- és alfa2-sáv mennyiségét. Már van Huffelen és munkatársai felhívták a figyelmet az alfa-sáv ischaemiában tapasztalható változásának nagy variabilitására 1. A gyors aktivitás megtartottságát jó prognosztikus jelként tartják számon 3, 24. A gyorsfrekvencia-sávokat tekintve a kontrollcsoport adataival szemben a betegre mindkét vizsgált helyzetben az abszolút és a relatív béta1-sáv jobb oldali túlsúlya volt jellemzô. A béta2-sáv jobb oldali fölénye csak nyitottszem-állapotban alakult ki. A béta-tartományok elôbbi aszimmetriája valószínûleg nem kedvezô prognosztikai jel a bemutatott beteg esetében. A károsodás oldalán talált csökkent gyorstevé- 2. táblázat. Relatív teljesítménysûrûség-spektrumok (százalékban) csukottszem- és nyitottszem-állapotokban a bal és a jobb oldalon, illetve ezek oldalkülönbségei (oldalkülönbség: a bal oldali értékbôl kivonva a jobb oldali értéket). (A számokat követô pozitív vagy negatív jelzés arra utal, hogy a betegnél talált érték milyen irányban haladja meg a konfidenciaintervallumot.) Állapot Delta Théta Alfa1 Alfa2 éta1 éta2 Csukott szem bal 49,004 + 22,543 + 8,315 6,863 9,791 3,484 jobb 52,121 + 18,505 6,404 6,000 13,140 3,830 oldalkülönbség 3,117 4,038 + 1,911 0,863 3,349 0,346 Nyitott szem bal 47,340 + 22,193 + 8,959 6,232 11,375 3,900 jobb 47,850 + 16,680 6,845 6,300 16,392 5,934 oldalkülönbség 0,510 5,513 + 2,114 + 0,068 5,017 2,034 128 Molnár: A subcorticalis stroke EEG-jellemzôi
3. táblázat. Szemnyitásra bekövetkezô változások az abszolút, illetve a relatív teljesítménysûrûség-spektrumokban a beteg esetében. A nyitottszem-állapotban rögzített értékbôl vontuk ki a csukottszem-állapotban mért értéket. (A számokat követô pozitív vagy negatív jelzés arra utal, hogy a betegnél talált érték milyen irányban haladja meg a konfidenciaintervallumot.) Delta Théta Alfa1 Alfa2 éta1 éta2 Θ/β1 Θ/β2 Abszolút bal 8,504 3,513 0,554 1,574 0,141 0,092 0,351 0,780 (μv 2 ) jobb 10,276 3,894 0,494 0,553 0,856 1,170 + 0,391 2,021 Relatív bal 1,664 0,350 0,644 + 0,631 1,584 0,416 százalék jobb 4,271 1,825 0,441 + 0,300 3,252 2,104 4. táblázat. A szemnyitás hatásának dinamikája az oldalkülönbségek függvényében (interakciós mutató). (A bal oldali szemnyitás hatását tükrözô mutatóból kivonva a jobb oldali megfelelô értéket. A táblázatban a különbség abszolút értéke szerepel. A számokat követô pozitív vagy negatív jelzés arra utal, hogy a betegnél talált érték milyen irányban haladja meg a konfidenciaintervallumot.) Delta Théta Alfa1 Alfa2 éta1 éta2 Θ/β1 Θ/β2 Abszolút 1,772 0,380 0,060 1,021 0,715 1,262 + 0,039 1,241 Relatív 2,607 1,475 0,203 0,931 1,668 1,688 + kenység arra utal, hogy ennek bekövetkeztéhez nem kell a kéreg sérülése, megerôsítve azil és munkatársai adatait 21. A szimmetriaindex alapján a beteg és a kontrollcsoport adatai (a nyitottszem-állapotban mért alfa2- sávot kivéve) minden frekvenciasávban, mindkét állapotban a konfidenciaintervallumot meghaladó módon különböztek egymástól: az index a betegnél a csukottszem-állapotban a béta-sávokban jobb oldali, az ennél lassabb frekvenciákban bal oldali túlsúlyt igazolt. Az egyes elektródokra lebontott szimmetriaindexet tekintve is igazolódott a bal frontális és az elülsô temporalis területek lassú frekvenciájú oldaltúlsúlya, illetve ugyanitt a gyorsfrekvencia-sávok ellenoldalhoz képest alacsonyabb szintje. Fentiek alapján az oldalkülönbségek vonatkozásában ez a változó volt a legérzékenyebb. A A SZEMNYITÁS HATÁSA A FREKVENCIASÁVOKRA 6. ábra. Az egyes frekvenciasávokra számolt szimmetriaindex A csukott szem, illetve nyitott szem esetén A mért spektrális mutatók szemnyitásra bekövetkezô változásait a funkcionális állapotfüggô reaktivitás mértékeként értékeljük. A korábban említett irodalmi adatok többsége nyugalmi állapotban rögzített EEG-re vonatkozik. Jóval kevesebb adat ismert a szemnyitás hatásának elemzésére vonatkozólag, no- Clin Neurosci/Ideggy Szle 2006;59(3 4):121 131. 129
5. táblázat. A szimmetriaindex egyes frekvenciasávokra számolt értékei. Az egyes számokat követô elôjelek a kontrollcsoporthoz képest tapasztalt eltérés irányára utalnak. (A 0 érték tökéletes szimmetriát jelent, a pozitív szám pedig azt, hogy a bal oldalon nagyobb értéket találtunk. A számokat követô pozitív vagy negatív jelzés arra utal, hogy a betegnél talált érték milyen irányban haladja meg a konfidenciaintervallumot.) Delta Théta Alfa1 Alfa2 éta1 éta2 Csukott szem 0,038 + 0,171 + 0,150 + 0,118 + 0,068 0,240 Nyitott szem 0,048 + 0,177 + 0,146 + 0,028 0,088 0,274 ha Castorina és Marchini már 1958-ban leírták az ischaemia következtében a szemnyitásra bekövetkezô alfa-csökkenés hiányát 25, amelyet más szerzôk is megerôsítettek 1. A laesio lokalizációjától függôen az alfa-tartományban mért eseményfüggô deszinkronizáció aszimmetriájának dinamikus, feladat- és helyzetfüggô (kézmozgás, fényingerlés, beszéd) változását Pfurtscheller és munkatársai írták le 26. Szemnyitásra csökkent az egyes frekvenciasávok abszolút mennyisége mind a kontrollcsoportban, mind pedig a betegnél mindkét oldalon, noha a betegnél ez a csökkenés a delta-, a théta- és az alfa1-sávokban jóval kisebb mértékû volt. A szemnyitás hatására bekövetkezô oldalkülönbség kimutatására érzékenynek bizonyult a relatív spektrumok gyorstartományának változása: a béta1- (és a béta2-) sáv a betegnél a károsodás oldalán alig nôtt. A szemnyitás oldalkülönbségek függvényében végzett hatáselemzésének eredménye szerint a legmarkánsabb különbség a beteg és a kontrollcsoport között ebben a vonatkozásban az elemzett sávok közül a leggyorsabb, a béta2-sávnak megfelelôen volt megfigyelhetô, amennyiben az abszolút és relatív spektrumok változását tekintve megállapítható volt, hogy a károsodás oldalán ez a sáv szemnyitásra nem növekedett. A reaktivitás elôbbiekben megnyilvánuló hiánya nem magyarázható közvetlenül a kéreg állapotának változásával, mert kérgi károsodás legalábbis az MR-kép alapján nem volt megállapítható. A megfigyelt eseményt azonban okozhatja azoknak a hatásoknak az elmaradása, amelyek a szemnyitás hatására subcorticalis struktúrákból (például thalamus) vagy más corticalis területekrôl a fehérállományi összeköttetések révén érik el azt a kéregterületet, amely alatt a fehérállomány károsodott. A fentiek alapján a bemutatott, a fehérállományt körülírt területen érintô, csaknem kizárólag egyoldali agyi károsodás EEG-következményeit tekintve a legérzékenyebb mutatók a relatív frekvenciaspektrumok és a gyors (béta2-) frekvenciasáv szemnyitásra bekövetkezô változásai, valamint a szimmetriaindex voltak. Megfigyeléseink megerôsítik a korábban számos szerzô által leírt, károsodás oldalának megfelelô lassú hullámú oldaltúlsúly tényét, de egyben felhívják a figyelmet a gyorsfrekvenciatartomány elemzésének jelentôségére is, elsôsorban az állapotváltozások függvényében. Valószínû, hogy a mérsékelt fokú keringészavarok (például tranziens ischaemiás attak, TIA) által okozott funkcionális zavarok vizsgálatában az alkalmazott EEGelvezetési helyzetek bôvítése kognitív feladatok (számoltatás stb.) végzése 27, 28 jelentôsen bôvíthetné az EEG-vizsgálatok klinikai hasznának jelentôségét. Sajnos az ilyen típusú vizsgálatok idôigényük miatt jelenleg még nem tartoznak a rutineljárások közé. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Dr. Gács Gyula fôorvos úrnak (Péterfy Sándor Utcai Kórház) mondunk köszönetet az MR-felvételek értékelésében nyújtott hasznos segítségéért. Pályázati támogatás: OTKA T032852, OTKA T034151, NKFP 1/020/04. IRODALOM 1. Van Huffelen AC, Poortvliet DCJ, Van Der Wulp CJM. Quantitative electroencephalography in cerebral ischemia. Detection of abnormalities in normal EEGs. In: Pfurtscheller G, Jonkman EJ, Lopes da Silva FH (eds.) Vol. 62: rain ischemia: quantitative EEG and imaging techniques, progress in brain research. Amsterdam: Elsevier; 1984. p. 3-28. 2. Pfurtscheller G, Jonkman EJ, Lopes da Silva FH (eds.). rain ischemia: quantitative EEG and imaging techniques, progress in brain research. Vol 62: Amsterdam: Elsevier; 1984. 3. Niedermeyer E. Cerebrovascular disorders and EEG. In: Niedermeyer E, Lopes da Silva FH (eds.). Electroencephalography. asic principles, clinical applications, and 130 Molnár: A subcorticalis stroke EEG-jellemzôi
related fields. 3rd ed. altimore: Williams & Wilkins; 1993. p. 305-27. 4. arré JA, Rohmer F, Isch F. Étude électroencéphalographique des thromboses de la carotide interne. Rev Neurol 1950;(Paris)82:568-71. 5. Kok NKD, Van der Drift JHA The significance of the EEG for localization and prognosis of supratentorial ischemic disease. A clinical pathological study. Preliminary report. Rev EEG Neurophysiol 1971;1:295-307. 6. Van der Drift JHA, Kok NKD The EEG in cerebro-vascular disorders in relations to pathology. In: Remond A (ed.). Handbook of electroencephalography and clinical neurophysiology. Vol 14: Amsterdam: Elsevier; 1972. p. 12-30, 47-64. 7. Nuwer MR, Sheldon EJ, Samuel SA. Evaluation of stroke using EEG frequency analysis and topographic mapping. Neurology 1987;37:1153-9. 8. Capon AP. Quantitative EEG with brain mapping strokes: is it useful for prognosis? rain Topography 1996;77-82. 9. Murri L, Gori S, Massetani R, onanni E, Marcella F, Milani S. Evaluation of acute ischemic stroke using quantitative EEG: a comparison with conventional EEG and CT scan. Neurophysiol Clin 1998;28:(3)249-57. 10. Fernandez-ouzas A, Harmony T, Fernandez T, Silva- Pereyra J, Valdes P, osch J, et al. Sources of abnormal EEG activity in brain infarctions. Clin Electroenceph 2000;31(4):165-9. 11. Hensel S, Rockstroh, erg P, Elbert T, Schonle PW. Lefthemispheric abnormal EEG activity in relation to impairment and recovery in aphasic patients. Psychophysiol 2004;41(3):394-400. 12. Nagata K, Mizukam M, Araki G, Kawase T, Hirano M. Topographic electroencephalographic study of cerebral infarction using computed mapping of the EEG. J Cer lood Flow Metabol 1982;2:79-88. 13. Juhász C, Kamondi A, Szirmai I. Spectral EEG analysis following hemispheric stroke. Acta Neur Scand 1997; 96:397-400. 14. Köpruner V, Pfurtscheller G, Auer LM. Quantitative EEG in normals and in patients with cerebral ischemia. In: Pfurtscheller G, Jonkman EJ, Lopes da Silva FH (eds.). rain ischemia: quantitative EEG and imaging techniques, progress in brain research. Amsterdam: Elsevier; 1984. p. 29-50. 15. Pool KD, Finitzo T, Hong C-T. Quantitative topographic electrophysiology and functional neurologic status in right middle cerebral artery infarction. rain Topogr 1990;3:(2) 321-8. 16. Pinheiro L, Roy AK, Sarma GR, Kumar A. Relevance of computerized electroencephalographic topography (brain mapping) in ischemic stroke. Neurol (India) 2003;51(2): 235-6. 17. Weerd AW De, Veldhuizen RJ, Veering MM, Poortvliet DCJ, Jonkman EJ. Recovery from cerebral ischaemia. EEG, cerebral blood flow and clinical symptomatology in the first three years after a stroke. Electroenceph Clin Neurophysiol 1988;70;197-204. 18. Szelies, Mielke R, Kessler J, Heiss W-D. Prognostic relevance of quantitative topographical EEG in patients with poststroke aphasia. rain and Language 2002;82:87-94. 19. Van Putten MJAM, Peters JM, Mulder SM, DE Haas JAM, ruijninck CMA, Tavy DLJ. A brain symmetry index (SI) for online EEG monitoring in carotid endarterectomy. Clin Neurophysiol 2004;115:1189-94. 20. uzsáki Gy, Traub RD, Pedley TA. The cellular basis of EEG activity. In: Ebersole JS, Pedley TA (eds.). Current practice of clinical electroencephalography. altimore: Lippincott Williams & Wilkins; 2003. p. 1-11. 21. azil CW, Herman ST, Pedley TA. Focal electroencephalographic abnormalities. In: Ebersole JS, Pedley TA (eds.). Current practice of clinical electroencephalography. altimore: Lippincott Williams & Wilkins; 2003. p. 303-47. 22. Finnigan SP, Rose SE, Walsh M, Griffin M, Janke AL, McMahon KL, et al. Correlation of quantitative EEG in acute ischemic stroke with 30 day NIHSS score: comparison with diffusion and perfusion MRI. Stroke 2004;35(4): 899-903. 23. Machado C, Cuspineda E, Valdes P, Virues T, Llopis F, osch J, et al. Assessing acute middle cerebral artery ischemic stroke by quantitative electric tomography. Clin EEG Neurosci 2004;35(3):116-24. 24. Van der Drift JHA. The EEG in cerebro-vascular disease. In: VinkenPJ, ruyn GW (eds.). Handbook of Clinical Neurology, Vol. 11. Amsterdam: North Holland; 1972. p. 267-91. 25. Castorina, Marchini Van Putten MJAM, Peters JM, Mulder SM, DE Haas JAM, ruijninck CMA, et al. A brain symmetry index (SI) for online EEG monitoring in carotid endarterectomy. Clin Neurophysiol 2004;115: 1189-94. 26. Pfurtscheller G, Ladurner G, Maresch H, Vollmer R. rain electrical activity mapping in normal and ischemic brain. In: Pfurtscheller G, Jonkman EJ, Lopes da Silva FH. rain ischemia: quantitative and imaging techniques, progress in brain research, Vol. 62. Amsterdam: Elsevier; 1984. p. 287-302. 27. Amrein I, Pálvölgyi L, Debreczeni R, Kamondi A, Szirmai I. A fejszámolás és szóalkotás hatása az arteria cerebri mediákban mért véráramlás-sebességére. Clinical Neuroscience/Ideggy Szle 2004;57(1-2):23-9. 28. Rajna P, Csibri É, Pal I, Szelenberger W. Task related difference EEG spectrum a new diagnostic method for neuropsychiatric disorders. Medical Hypotheses 2003;61 (3):390-97. TUDOMÁNYOS ÜLÉS Az Orvosi Rehabilitáció és Fizikális Medicina Magyarországi Társasága (ORFMMT) Neurorehabilitációs Szekciójának tudományos ülését Szemezgetések 4 címmel 2006. március 24-én udapesten tartják. A rendezvény elõzetesen nyolc kreditpontra akkreditált (SE ÁOK/2006-01/00373). Részletek: www.rehabvandor.uw.hu Clin Neurosci/Ideggy Szle 2006;59(3 4):121 131. 131