Méthodes informatisées d'analyse de l'électroencéphalogramme

Les principales méthodes d'analyse informatique de l'EEG utilisées en clinique comprennent l'analyse spectrale utilisant l'algorithme de transformée de Fourier rapide, la cartographie d'amplitude instantanée, les pics et la détermination de la localisation tridimensionnelle du dipôle équivalent dans l'espace cérébral.

L'analyse spectrale est la méthode la plus couramment utilisée. Cette méthode permet de déterminer la puissance absolue, exprimée en μV², ^pour chaque fréquence. Le diagramme du spectre de puissance pour une époque donnée est une image bidimensionnelle, dans laquelle les fréquences EEG sont portées en abscisse et les puissances aux fréquences correspondantes en ordonnée. Les données de puissance spectrale de l'EEG, présentées sous forme de spectres successifs, donnent un graphique pseudo-tridimensionnel, où la direction le long de l'axe imaginaire jusqu'à la profondeur de la figure représente la dynamique temporelle des variations de l'EEG. Ces images sont pratiques pour suivre les modifications de l'EEG en cas de troubles de la conscience ou l'impact de certains facteurs au fil du temps.

En codant par couleur la distribution des puissances ou des amplitudes moyennes sur les plages principales d'une image conventionnelle de la tête ou du cerveau, on obtient une représentation visuelle de leur représentation topique. Il convient de souligner que la méthode de cartographie n'apporte pas de nouvelles informations, mais les présente simplement sous une forme différente, plus visuelle.

La définition de la localisation tridimensionnelle du dipôle équivalent consiste à représenter, par modélisation mathématique, l'emplacement d'une source de potentiel virtuelle susceptible de créer une distribution de champs électriques à la surface du cerveau correspondant à celle observée, si l'on suppose qu'ils ne sont pas générés par les neurones du cortex cérébral, mais résultent de la propagation passive du champ électrique à partir de sources individuelles. Dans certains cas particuliers, ces « sources équivalentes » calculées coïncident avec les sources réelles, ce qui permet, dans certaines conditions physiques et cliniques, d'utiliser cette méthode pour clarifier la localisation des foyers épileptogènes dans l'épilepsie.

Il convient de garder à l'esprit que les cartes EEG informatisées affichent la distribution des champs électriques sur des modèles abstraits de la tête et ne peuvent donc pas être perçues comme des images directes, comme l'IRM. Leur interprétation intelligente par un spécialiste EEG, en tenant compte du tableau clinique et des données d'analyse de l'EEG brut, est nécessaire. Par conséquent, les cartes topographiques informatisées parfois jointes au compte rendu EEG sont totalement inutiles pour le neurologue, et parfois même dangereuses dans ses propres tentatives d'interprétation directe. Selon les recommandations de la Fédération internationale des sociétés d'EEG et de neurophysiologie clinique, toutes les informations diagnostiques nécessaires, obtenues principalement à partir de l'analyse directe de l'EEG brut, doivent être présentées par le spécialiste EEG dans un texte compréhensible par le clinicien. Il est inacceptable de fournir des textes formulés automatiquement par les programmes informatiques de certains électroencéphalographes comme compte rendu électroencéphalographique clinique.

Pour obtenir non seulement du matériel illustratif, mais également des informations diagnostiques ou pronostiques spécifiques supplémentaires, il est nécessaire d'utiliser des algorithmes plus complexes pour la recherche et le traitement informatique de l'EEG, des méthodes statistiques d'évaluation des données avec un ensemble de groupes de contrôle correspondants, développés pour résoudre des problèmes hautement spécialisés, dont la présentation va au-delà de l'utilisation standard de l'EEG dans une clinique neurologique.

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Modèles généraux

Les tâches de l'EEG dans la pratique neurologique sont les suivantes:

1. confirmation de lésions cérébrales,
2. détermination de la nature et de la localisation des modifications pathologiques,
3. évaluation de la dynamique de l'État.

Une activité pathologique évidente à l'EEG constitue une preuve fiable d'un fonctionnement cérébral anormal. Des fluctuations pathologiques sont associées au processus pathologique en cours. En cas de troubles résiduels, les modifications de l'EEG peuvent être absentes, malgré un déficit clinique important. L'un des principaux aspects de l'utilisation diagnostique de l'EEG est de déterminer la localisation du processus pathologique.

• Les lésions cérébrales diffuses causées par une maladie inflammatoire, des troubles circulatoires, métaboliques ou toxiques entraînent des modifications diffuses de l'EEG. Elles se manifestent par une polyrythmie, une désorganisation et une activité pathologique diffuse. La polyrythmie se caractérise par l'absence d'un rythme dominant régulier et la prévalence d'une activité polymorphe. La désorganisation de l'EEG se caractérise par la disparition du gradient caractéristique des amplitudes des rythmes normaux, une violation de la symétrie. L'activité pathologique diffuse est représentée par une activité delta, thêta et épileptiforme. Le tableau clinique de la polyrythmie est dû à une combinaison aléatoire de différents types d'activité normale et pathologique. Le principal signe des modifications diffuses, contrairement aux modifications focales, est l'absence de localisation constante et une asymétrie stable de l'activité dans l'EEG.
• Les lésions ou dysfonctionnements des structures médianes du cerveau impliquant des projections ascendantes non spécifiques se manifestent par des bouffées bilatérales synchrones d'ondes lentes ou d'activité épileptiforme. La probabilité d'apparition et la gravité d'une activité pathologique lente bilatéralement synchrone sont d'autant plus élevées que la lésion est située plus haut sur l'axe neural. Ainsi, même en cas de lésions sévères des structures bulbopontines, l'EEG reste dans la plupart des cas dans les limites de la normale. Dans certains cas, une désynchronisation et, par conséquent, un EEG de faible amplitude surviennent en raison d'une lésion de la formation réticulaire synchronisatrice non spécifique à ce niveau. Étant donné que de tels EEG sont observés chez 5 à 15 % des adultes en bonne santé, ils doivent être considérés comme pathologiques. Seul un petit nombre de patients présentant des lésions au niveau du tronc cérébral inférieur présentent des bouffées bilatérales synchrones d'ondes alpha ou lentes de grande amplitude. En cas de lésion au niveau mésencéphalique et diencéphalique, ainsi qu'au niveau des structures médianes supérieures du cerveau: le gyrus cingulaire, le corps calleux, le cortex orbitaire, des ondes delta et thêta de haute amplitude synchrones bilatérales sont observées sur l'EEG.
• Dans les lésions latéralisées profondes de l'hémisphère, en raison de la large projection des structures profondes sur de vastes zones cérébrales, on observe une activité pathologique delta et thêta, répartie de manière correspondante sur l'ensemble de l'hémisphère. Du fait de l'influence directe du processus pathologique médial sur les structures médianes et de l'atteinte des structures symétriques de l'hémisphère sain, des oscillations lentes bilatéralement synchrones apparaissent également, dont l'amplitude prédomine du côté de la lésion.
• La localisation superficielle de la lésion provoque une modification locale de l'activité électrique, limitée à la zone neuronale immédiatement adjacente au foyer de destruction. Ces modifications se manifestent par une activité lente, dont l'intensité dépend de la gravité de la lésion. L'excitation épileptique se manifeste par une activité épileptiforme locale.