5.4. Анализ точности
5.4. Анализ точности и адекватности локализаций при
сопоставлении модельных и реальных источников-
влияние различных факторов.
Влияние шума и других погрешностей при измерении потенциалов на локализа-
цию источников рассмотрено в главе 6. В главах 8 и 9 подробнее рассматриваются не-
которые результаты, полученные при использовании метода МДЛ и при анализе эле-
ктрической активности мозга в тех случаях, когда источник этой патологической ак-
тивности известен из других исследований, например, компьютерной томографии
(КТ), а также данные, полученные при статистическом анализе такого сравнения.
Более подробно будет рассмотрен в главе 11 еще один метод анализа точности, свя-
занный с оценкой локализации генерации известных источников компонентов ВП.
Кроме этого, на точность локализации в реальных условиях оказывают влияние
следующие факторы:
— вариации параметров модели головы;
— неоднородности проводящих слоев;
— неточности постановки электродов и смещение относительно реальных
структур мозга.
В качестве физической модели мозга и его покровов использовались: модели од-
нородной неограниченной среды с размещенными в ней электродами (Гнездицкий
с соавт., 1980- Фролов, Пономарев, 1988, 1989)- однородной изолированной сферы
(Гнездицкий с соавт., 1981- Schneider, 1972- Henderson et al., 1975- Kavanagh et al.,
1978- Gaumond, Fried, 1986 и другие)- изолированной трехслойной сферы (Копте-
лов, Гнездицкий, 1989- Henderson et al., 1975- Ary et al., 1981- Sherg et al., 1985 и дру-
гие)- однородной сферы с тонкими оболочками (Гутман, 1980- Berg, Scherg, 1994)
и реалистическая форма головы (He, Musha et al., 1987- Roth et al., 1997 и другие).
Применение модели однородной неограниченной среды малоприемлемо и ис-
пользовалось только в ранних исследованиях по решению обратной задачи ЭЭГ.
В ряде работ показано, что ошибки при ее применении носят систематический ха-
рактер и могут быть скорректированы введением соответствующих поправок (Фро-
лов, Пономарев, 1988, 1989- Ary et al., 1981- Sherg et al., 1985- Berg, Scherg, 1994
и другие). В работе Фролова, Пономарева (1988, 1989) показано, что погрешность
локализации дипольных источников при решении обратной задачи с использова-
нием такой модели составляет не более 10% от радиуса головы, а при соответству-
ющих поправках — около 3% практически при любом расположении источника
внутри головы. Выявлена также существенная зависимость погрешности локализа-
ции источника от взаиморасположения источника и регистрирующих электродов.
В большинстве работ по локализации используются сферические модели с мак-
симальным приближением к геометрии головы, однородные или многослойные.
Простота вычислений при использовании гомогенной сферы (Brody, 1973) делает
ее достаточно привлекательной. В работе Хендерсона (1975) с моделированием
и анализом реальных данных получено, что при использовании гомогенной сферы
среднее расстояние между 20 вычисленными и реальными диполями составило
19,4 мм. Отсюда было сделано предположение, что неоднородность не является
критическим фактором для точности дипольной локализации. Это заключение на-
ходится в некотором противоречии с модельными исследованиями Шнейдера
(1974) и Сидмана с соав. (1978), которые показали, что игнорирование неоднород-
ности в прямой и обратной задаче делает на 39% более заглубленной к центру лока-
лизацию дипольных источников и также предложили использовать поправочные
коэффициенты для получения более точного решения.
При использовании однородной сферической модели источники, согласно рас-
четам Ари с соавт. (1981), оказываются более заглубленными, чем при трехслойной
модели, то есть имеют меньший эксцентриситет (расстояние от центра сферы),
дальше расположены от скальпа. Гомогенная сферическая модель с поправками
Ари является достаточно быстрым инструментом для моделирования электричес-
ких источников мозга и используется в ряде коммерческих программ, таких как
BESA (Scherg, 1990), Biologic (1993), LORETA (Pascual-Marqui et al., 1994).
Однако Zhang, Jewett (1993) показали, что использование однородной модели
для аппроксимации трехслойной модели ведет к ошибкам, которые они назвали
«model mismatch errors» — модельные ошибки за счет неправильного подбора. Как
они показали, это происходит в тех случаях, когда пытаются аппроксимировать го-
могенной моделью 2 пары источников для трехслойной модели. Ошибки более зна-
чительны, когда источники расположены с большим эксцентриситетом (более по-
верхностные) и находятся ближе друг к другу. Берг иШерг (1993) предложили более
быстрый и корректный метод решения прямой задачи для однородной сферы при
четырехслойной модели головы. Отклонение составляет при широком расположе-
нии источников 0,5 и 0,6 мм от реального места расположения при 99% точности
аппроксимации. В то время как Ари с соавт. (1981) при той же точности дает раз-
брос в 18 и 25 мм, зависящий от параметров модели головы.
см.далее