8.3.5. Способы улучшения отношения сигнала
8.3.5. Способы улучшения отношения сигнала к шуму для разрядной
активности.
Отдельный вопрос, на котором следует остановиться, — это некоторые методические особенности, с которыми приходится сталкиваться при локализации источников разрядной активности методом МДЛ, а именно:
1) влияние отношения сигнала к шуму на правильную локализацию разрядной активности;
2) влияние артефактов ЭОГ и ЭКГ, симулирующих или мешающих выявлению разрядной активности;
3) влияние отведения на локализацию разрядной активности методом МДЛ.
Отношение сигнал/шум для разрядной активности является существенным моментом правильной ее локализации. Многие авторы обращали внимание на то, что точность локализации в значительной степени зависит от того, насколько исследуемый сигнал свободен от влияния различных помех, смазывающих в конечном счете получаемые результаты (Fender, 1987- Duffy, 1994 и др.).
Существуют различные способы улучшения отношения сигнала к шуму для разрядной активности:
1) функциональные нагрузки, которые позволяют выявить скрытую эпилептиформную активность;
2) дополнительные методы обследования, например, длительный суточный ЭЭГ-видеомониторинг, позволяющий увидеть проявления эпилептиформной активности в различных состояниях;
3) использование специальных электродов, максимально приближенных к зонам генерации, чаще медиобазальной, позволяющих более отчетливо выделить эпилептиформную активность;
4) дополнительное усреднение, позволяющее улучшить отношение сигнал-шум для каждого канала для эпилептиформной активности, скрытой в шумах фоновой ритмики.
Вопросы функциональных нагрузок, применения различных электродов, записи во время припадка и в межприступном периоде были уже рассмотрены выше.
Рассмотрим случаи обычной 20-минутной записи в интериктальном периоде, когда нужно оценить эпилептиформную активность, которую удалось зарегистрировать на протяжении такой записи. Для некоторых сечений, при низком уровне сигнал/шум, отмечалась слабая сходимость или большой разброс параметров источника при разных начальных условиях. В наших исследованиях на определенном этапе были выбраны больные с отчетливой разрядной активностью, отношение сигнал/шум которой не меньше 3:1. Иногда это проявлялось на фоне проведенной гипервентиляции. В тех случаях, когда специальные пробы (ритмическая фотостимуляция, гипервентиляция) не приводили к усилению разрядной активности, применялся прием, использованный Rosadini et al. (1975), Thickbroom et al. (1986) и др.
Прием заключается в применении методики когерентного усреднения по нескольким сечениям с регистрируемой разрядной активностью с целью увеличить ее сигнал по сравнению с шумом спонтанной ритмики. Причем для запуска используется один из максимальных пиков, регистрируемый в одном из отведений ЭЭГ. Такой же прием используют для анализа магнитных полей (Salustri, Chapman, 1989), где запуском служат пики, регистрируемые в ЭЭГ.
Метод усреднения использовался также для выделения ЭЭГ-событий, предшествующих миоклоническому подергиванию при миоклонус-эпилепсии в работе Шибасаки с соавт. (1978) и Капура с соавт. (1991). В последней показано, что при использовании методики обратного усреднения удается выделить потенциалы ЭЭГ, фазосвязанные с подергиванием. Каждому миоклоническому подергиванию предшествует синусоидальная бета-вспышка с частотой 35–40 Гц с последующим спайком. В целом задача обнаружения спайков в фоновой ЭЭГ и их отличие от пароксизмальной активности неэпилептической природы является одной из важных проблем в анализе ЭЭГ при эпилепсии. Обычно можно анализировать спайковую активность тогда, когда ее видно в записи, и при этом отношение сигнала к шуму спонтанной ритмики больше чем 2:1. Алгоритмы для обнаружения спайков и припадков в ЭЭГ предлагались во многих работах, в том числе есть ряд коммерческих программ, реализующих эти алгоритмы (см. обзор Готмана, 1989). Однако они имеют недостаточную надежность выделения для использования совместно с методом МДЛ, и метод усреднения остается пока единственным для улучшения отношения сигнала к шуму для разрядной активности по каждому каналу, в том числе и спайковой активности.
Недостаток этого метода состоит в том, что для усреднения мы используем некоторый канал, где активность все же удается увидеть, это существенно ограничивает возможности метода и не позволяет выделить сигнал эпиразряда в тех случаях, когда он ни на одном из каналов четко не виден.
Эта проблема аналогична выделению ВП на фоне шума фоновой ритмики, за исключением только отсутствия фиксированного момента для запуска, который в случае ВП заведомо известен. В случае эпилепсии разряд можно рассматривать как некоторое эндогенное событие, повторяющееся и регистрируемое с определенной периодичностью на фоне шумов фоновой ритмики и артефактов, и проблема заключается только в обнаружении и выделении.
В явном или неявном виде для выделения разрядной активности из фона методом усреднения используются следующие допущения:
1) сигналы эпиразряда под разными электродами синхронизированы с порождающим его источником (эпилептогенным фокусом);
2) сигналы эпиразряда повторяемы и более или менее идентичны для каждой патологической деполяризации;
3) сигналы эпиразрядов статистически независимы от фоновой ритмики, и они возникают как независимое событие;
4) нет значительного тренда (смещения), а есть стабильность статистических свойств спонтанной ритмики во время возникновения разрядов.
Задача выделения разрядной активности из фона заключается в определении ЭЭГ-признаков, связанных с некоторыми эпилептическими событиями, и использовании их в качестве фиксированных моментов для начала усреднения и выделения этих событий. Для определения временного момента данного события может использоваться метод пространственного или пространственно-временного усреднения (Гнездицкий, 1996, 1997). Учитывая, что любое эпилептиформное событие связано с повышением синхронизации на разных электродах, используя скользящее пространственное усреднение, можно выделить моменты, подозрительные на начало эпилептиформного разряда, и последующее их усреднение дает возможность выделить эпилептиформные события и их проявления на каждом канале.