Mikrostavy v hodnocení EEG záznamů s epileptickou aktivitou

Abstract

Analýza mikrostavů považuje vícekanálový záznam EEG za sérii kvazi-stabilních stavů, tzv. mikrostavů. Mikrostavy jsou charakterizovány jedinečnými topografickými mapami elektrických potenciálů. Tato metoda je v současné době využívána především ke studiu diagnostiky neuropsychiatrických onemocnění. Cílem práce je analyzovat a popsat EEG záznamy pacientů s epilepsií pro nastavené dva různé rozsahy pásmových filtrů. Pro kontrolu jsou uvedeny i neepileptické (zdravé) záznamy. Analýza mikrostavů zahrnuje výpočet a zobrazení globálního výkonu pole (GFP). V lokálních maximech GFP křivky jsou vytvořeny topografické mapy amplitudy. Následně jsou mapy shlukovány do čtyř standardních tříd mikrostavů, které byly rozlišeny ve spontánním EEG a jsou označovány písmeny A, B, C, D. Mikrostavy jsou popsány prostřednictvím parametrů: délka trvání, frekvence výskytu, pokrytí mikrostavů a globálně vysvětlený rozptyl (GEV). Na základě Wilcoxonova testu na hladině významnosti 0,01 byl prokázán rozdíl v použití dvou různých frekvenčních pásem u všech čtyř mikrostavů minimálně ve dvou parametrech ze tří sledovaných. Výsledky Mann-Whitneyho testu, pro epileptická a neepileptická data analyzovaná filtrem 2-20 Hz, naznačují spojení mikrostavů 1, 2 a 4 s vyšší synchronizací epileptických záchvatů.

Analysis of microstates considers multi-channel EEG to be a series of quasi-stable states, so called microstates. Microstates are defined by unique topographical maps of electrical potentials. Nowadays, this method is especially used to diagnose neuro-psychiatric illnesses. The aim of this theses is to analyse and describe patients EEG records which are set for two various ranges of band-pass filters. A case-control study is provided using the non-epileptic (healthy) records. The microstate analysis includes calculation and~displaying of the global field power (GFP) There are topographic maps of the amplitude in the local maximum of the GFP curve. Subsequently, the maps are clustered into four standard microstates categories which are differentiated in a spontaneous EEG and are denoted by letters A, B, C and D. Microstates are described via these parameters: duration, frequency of occurrence, contribution of microstates and global explained variance (GEV). On the grounds of Wilcox test at significance level 0,01 the difference in using two various frequency bands was proved in all of the microstates, at minimum in two out of three observed parameters. The results of Mann-Whitney test, for the epileptic and non-epileptic data analysed by the filter 2-20 Hz, indicate link between microstates 1, 2 and 4 and the higher synchronization of epileptic seizures.