ELETTRONICA E ELETTRONICA E STRUMENTAZIONE PERSTRUMENTAZIONE PERINDAGINI BIOMEDICHE INDAGINI BIOMEDICHE

ED ED ELETTROENCEFALOGRAFIAELETTROENCEFALOGRAFIA

Tecniche elettro-Tecniche elettro-neurofisiopatologicheneurofisiopatologiche

1. Elettrodi 2. Elettrodi speciali3. Tecniche di pulizia e sterilizzazione 4. Montaggi adulto, bambino e neonato5. Montaggi poligrafici6. Ambiente di registrazione e sicurezza elettrica7. Elettroencefalografo –analogico-digitale8. Banda di frequenza dell’EEG9. Amplificatori e filtri10.Tecniche di registrazione:11. Accoglienza pz e anamnesi12. Artefatti fisiologici, dell’apparecchio e ambientali13. Prove di attivazione14. Deprivazione di sonno15. Sonno16. Polisonnografia17. Video-eeg18. Holter-eeg19. Mappe cerebrali20. Coma21. Morte cerebrale

ELETTRODI E MONTAGGI

L’EEG registra i potenziali generati dal tessuto cerebrale;

essi sono di ampiezza molto bassa (micronvolt)e la loro registrazione può essere disturbata sia da rumori generati dall’apparecchiatura

e dall’ambiente di registrazione(rumori di amplificazione, potenziali elettrostatici) che da potenziali fisiologici che possono falsare o

coprire del tutto il segnale EEG.

Quando si registra dallo scalpo si è sempre relativamente distanti dal

generatore di impulsi e con gli elettrodi di superficie si riesce a captare solo

l’attività che si origina dai generatori più grandi, localizzati sulla convessitàdel cervello e costituiti dall’attivazione

sincrona dei neuroni che ricopronoalmeno 6 cm²

Altri generatori localizzati sulla superficiemedia e basale del cervello, così come quelli situati nelle scissure e nei solchi, sono sempre

troppo lontani dal punto di registrazione e pertanto difficili da captare.

Anche lo scalpo e le ossa cranichecostituiscono elementi di alta resistenza al passaggio di corrente, in rapporto al

diverso spessore di tali strutture neivari punti del cranio.

Gli elettrodi di registrazione sonotrasduttori che trasportano segnali bioelettrici all’elettroencefalografo

per la necessaria ed adeguata amplificazione.

E’ neccessario utilizzare elettrodi che:

assicurino un contatto stabile e prolungato con la cute

permettano una resistenza cute-elettrodo più bassa possibile

abbiano una superficie di contatto sufficientemente piccola per evitare

la diffusione del potenziale

Nell’EEG di routine si usano:

elettrodi a placca tenuti fissi mediantecuffia a lattice

elettrodi a coppetta direttamentefissati allo scalpo

elettrodi ad ago ipodermici

Elettrodi di superficie:A: elettrodo a coppettaB: elettrodi a placca con due tipi di raccordo con il cavo di registrazioneC: elettrodi ad ago

Esistono anche elettrodi speciali(nasofaringei, sfenoidali, etmoidali,

subdurali, epidurali e profondi) utilizzati per indagini

particolari e che necessitano di metodiche in genere invasive.

ELETTRODI A COPPETTA

Sono elettrodi in oro o in argento cloruratoa forma di piccola coppa del diametro di

0,5-1 cm, forniti di foro centrale e direttamente saldati al filo conduttore.

Vengono fissati alla cute mediante pastaadesiva e conducente (es. pasta allaBentonite) oppure mediante garzina

imbevuta di collodio se la registrazioneEEG deve essere di lunga durata

(Holter-eeg, polisonnografia, poligrafia)

Il collodio deve essere asciugato con unnormale phon ad aria fredda e gli

elettrodi possono essere rimossi a fine registrazione con dell’acetone.

Gli elettrodi in tal modo resistono anche a bruschi movimenti

senza perdereun ottimale contatto con la cute.

ELETTRODI TENUTI FISSIMEDIANTE CUFFIA

Sono in argento clorurato, con placchettadel diametro di circa 0,5-1 cm, collegata

ad una breve asta filettata o vuotaal suo interno, montata su un piede in

plastica.La placca è rivestita di garza.

Il filo conduttore può essere connessoall’elettrodo con un morsetto od uno

spinotto.

Gli elettrodi sono tenuti fissi allo scalpomediante una cuffia in lattice o plastica, regolabile ed adattabile di volta in voltasecondo le misure di ogni singolo paziente.

Esempio di montaggio eseguito con elettrodi a placca trattenuti dacuffia in lattice con snodi regolabili

Gli elettrodi a placca, come quellia coppetta, devono essere posizionati

sullo scalpo seguendo un posizionamentostandard a livello internazionale e

riproducibile.

Questo posizionamento è datodal Sistema Internazionale 10-20.Esso utilizza come punti di repere

il nasion e l’inion per la linea mediana antero-posteriore ed i punti

preauricolari per la linea coronalelatero-laterale.

Il termine “10-20” si riferisce al fattoche gli elettrodi sono posti in vari puntidello scalpo a distanza del 10% e 20 %dell’intera lunghezza delle linee ideali

che collegano i punti di repere suddetti.

Identificazione dei punti di posizionamento degli elettrodi di superficiesecondo il Sistema Internazionale 10-20

A seconda dell’età del paziente sidovranno applicare 21 elettrodi

(adulto)oppure meno

(14 o 9 elettrodi, bambino)

Si otterranno dunque montaggi a 21 elettrodi oppure a 9 o menofrequentemente a 14 elettrodi.

Disposizione sullo scalpo degli elettrodi di superficie in unmontaggio con 21 elettrodi (adulto)

Disposizione sullo scalpo degli elettrodi di superficie in un montaggio a 14 (A) e a nove elettrodi (B)

Da alcuni anni sono state introdottesul mercato cuffie realizzate in tessuto

elasticizzato e con elettrodi giàincorporati e predisposti secondo

il S.I. 10-20.

Per il buon funzionamento degli elettrodinei fori corrispondenti va inserito

con un ago smusso un gelelettroconduttore.

La cuffia è collegata al preamplificatoremediante un cavo multiplo con raccordo

ad innesto rapido.

ELETTRODI AD AGO IPODERMICI

Sono costituiti da aghi di platino o acciaio e non richiedono clorurazione.sono lunghi 1-2 cm e di diametro circa

1 mm.La loro inserzione al di sotto del derma

deve essere effettuata in manieraobliqua con un’angolazione di circa 30°.

La loro applicazione è rapida seppurinvasiva, per cui essi vengono utilizzatiprevalentemente nelle Unità di TerapiaIntensiva e Rianimazione nei pazienti

in coma e per il monitoraggio EEGdurante interventi chirurgici.

Gli elettrodi ad ago presentano una piùelevata resistenza (10-15 Kohm)

rispetto agli elettrodi a contatto e ciò può determinare distorsioni di segnale

e maggior facilità di comparsa di artefattida rumore.

Altri inconvenienti che limitanol’uso degli elettrodi ad ago nella attività di routine sono l’invasività

degli stessi, causa di fastidio al pazientenella loro inserzione, e la possibilità che

essi veicolino infezioni nel caso nonsiano accuratamente sterilizzati.

CLORURAZIONE

La clorurazione rende gli elettrodirelativamente non polarizzabili

(elettrodi “reversibili”) assicurando una corretta registrazione dei fluttuanti

potenziali EEG.

La clorurazione può essere ottenutaponendo gli elettrodi d’argento in unasoluzione di NaCl alla concentrazione

dello 0,9%.Successivamente essi vengono resi

positivi (mediante collegamento con ilpolo positivo di una batteria) rispettoad un filo d’argento anch’esso posto

in soluzione. L’anione Clˉ, in soluzione,muove quindi verso l’elettrodo

d’argento positivo e forma molecole neutre di AgCl che vi rimangono adese.

ELETTRODI SPECIALI

Sono elettrodi particolari la cui applicazioneè eseguita da personale medico poiché richiede particolari e delicate tecniche.

Tali elettrodi permettono di captare l’attività elettrica di strutture profonde

altrimenti non indagabili.

Vengono utilizzati solo in Centri altamentespecializzati.

Elettrodi naso-faringei:

sono costituiti da una lunga e flessibileasta metallica isolata del diametro dicirca 2 m; vengono inseriti nelle narici

in modo che l’estremità d’argento, non isolata, venga a contatto con lamucosa del faringe postero-laterale.

Sono utili per lo studio dell’attivitàdella superficie inferiore dei lobi temporali,

ma conducono a molti artefatti dadeglutizione, movimento, respiro.

Elettrodi naso-etmoidali:

sono anch’essi inseriti attraverso le naricie la loro estremità raggiunge la lamina

cribrosa dell’osso etmoide.

Sono utili per lo studio della facciainferiore del lobo frontale.

Elettrodi sfenoidali:

sono aghi isolati, eccetto che all’estremità,e vengono inseriti sotto l’arco zigomatico

fino alla zona del forame ovale.

Sono utili per registrare la parte inferiore del lobo temporale e

dell’area orbitale del lobo frontale.

Elettrodi epi- e subdurali (ECoG):

sono applicati con metodiche neurochirurgiche direttamente sulla

superficie corticale, con o senza interposizione della dura madre.

Possono essere singoli o conglobatiin piattine di materiale plastico flessibile

che ne contengono un certo numero (grid).

Sono particolarmente utili per localizzareattività epilettiche di tipo focale.

Elettrodi profondi (Stereo-EEG):

Sono elettrodi con punti di contatto multipliche vengono inseriti, mediante metodiche invasive, nelle strutture cerebrali profonde

secondo coordinate stereotassiche.Sono in acciao, oro o platino.

Possono registrare direttamente da strutturecerebrali non altrimenti raggiungibili e

sono di rilevante importanza nella precisalocalizzazione del focus epilettogeno in

vista di una successiva ablazione chirurgica.

PULIZIA E STERILIZZAZIONEDEGLI ELETTRODI

In caso di malattie di qualsiasi generel’applicazione degli elettrodi può

essere fonte di contagio, a causa dipiccole tracce ematiche provocate

dall’abrasione della cute per l’usualepulizia o per l’applicazione del

gel con l’ago smusso.

Una volta terminata la registrazionegli elettrodi devono essere rimossi

e puliti con acqua di rubinetto.Poi devono essere immersi per almeno

30 min, in una soluzione liquida disinfettante (glutaraldeide al 2%,

fenoli, alcool, ipoclorito di sodio al 5%)

Per malattie infettive quali epatite B o C,AIDS e Jacob-Creutzfeld,

il tempo di applicazione del disinfettante deve essere prolungato per alcune ore; al termine gli elettrodi devono essere sciacquati con acqua di rubinetto e

sterilizzati in autoclave a 132°c per 2 ore,facendo attenzione che la temperatura

sia comunque sempre al di sotto dei 177°Cper non danneggiare l’isolamento

degli elettrodi.

COSA FARE PER OTTENERE UNA BUONAREGISTRAZIONE EEG

Una volta individuato il punto dello scalpo dove applicare l’elettrodo

(a placca od a coppetta),occorre pulire accuratamente la cute

con del cotone imbevuto di alcool,al fine di abbassare il più possibile

le resistenze cutanee, fonte di disturbi elettrici.

Le resistenze cutanee dovrebbero essere portate a valori compresi tra

500 e 5000 Ohm, con valore ilpiù possibile omogeneo per i

vari elettrodi.

Al di sotto di ogni elettrodo va frappostadella pasta elettroconduttrice che permette

una migliore adesione dell’elettrodo alla cute e soprattutto permette i movimenti ionicideterminati dal passaggio di corrente di

origine cerebrale dal paziente all’elettroencefalografo.

Negli apparecchi tradizionali, attualmentein via di sostituzione con quelli digitali

di più moderna concezione, ai 21 elettrodistandard va aggiunto un elettrodo detto

di terra (GND) che permette che eventualicorrenti di dispersione dell’apparecchio

possano causare danni al paziente.

Nei nuovi apparecchi digitali, oltre all’elettrodo di terra, deve essere aggiuntoquello di referenza, che è quello al qualeogni elettrodo è riferito nel calcolo delladifferenza di potenziale tra due elettrodi.

Una volta posti sullo scalpo tutti gli elettrodi necessari, essi devono essere collegati

all’apparecchio di registrazione mediante dei cavetti di collegamento

al preamplificatore (detto anche “testina paziente”),

negli ingressi corrispondentia ciascun elettrodo.

Può a questo punto può essere iniziata la registrazione,

testando prima le resistenze interelettrodiche

tramite il test delle impedenze,e valutando la corretta

amplificazione dell’apparecchiomediante la calibrazione.

Si invita il paziente a chiudere gli occhi e a rilassarsi

favorendone la distensione psicofisica.

Nel corso della registrazione devonoessere evidenziate sul tracciato

le modificazioni dei parametri standard (filtri, costanti di tempo etc.),

il comportamento del paziente,le prove di attivazione svolte

e le eventuali stimolazioni impiegate.

Devono essere segnalati i varimontaggi di acquisizione, a meno

che non si stia registrando conapparecchi digitali nei quali è

indifferente il montaggio di registrazione.

Nel caso di apparecchi analogici,con penne scriventi su carta collegatea galvanometri, si possono utizzare,

ognuno per alcuni minuti, comuni montaggi quali:

P1, P2, P3, HV, J, Z