Компьютерные электроэнцефалографы серии «Эксперт»

Каждый электроэнцефалограф имеет свои особенности. Некоторые надежны, долговечны, удобны в эксплуатации и помогают обеспечить высокий уровень диагностики. Другие менее удачны, требуют больших трудозатрат медсестры и доктора, некоторые работают плохо. Есть и такие, которые не работают вообще, и их покупка становится бедствием общебольничного масштаба. Поэтому важнейшим вопросом для потенциального покупателя становится ВЫБОР необходимого оборудования, а в идеале - экспертиза ДО ПРИОБРЕТЕНИЯ.

Реклама на современном рынке этих приборов утверждает, что:

1. Все приборы, как выясняется, являются уникальными, иногда уникальными объявляются возможности ОС Windows, под которой работает программное обеспечение прибора.
2. Все приборы представляют собой универсальные комплексы нового поколения, при этом количество и характеристики этих “поколений” никем не определены.
3. Почти все приборы имеют технические характеристики, намного превосходящие мировой уровень, и предназначены для углубленного (странный термин) анализа ЭЭГ.
4. Все приборы способны работать в неэкранированном помещении, и только в инструкции по эксплуатации есть ссылка на то, что “при неудачном расположении прибора в помещении…”.
5. Большинство фирм СНГ, производящих эти приборы, объявляют себя лидерами рынка (!).

Тем не менее:

1. Ни в описании, ни в рекламе никогда не приводится ни одного реального (NB!) клинического случая.
2. Почти вся реклама перегружена непонятными для доктора терминами и экзотическими методами анализа ЭЭГ.
3. Программное обеспечение обязательно украшается диковинкой - либо модной, либо непонятной доктору.
4. В рекламный текст обязательно добавляются непонятные абстракции, например: “Ядром (почему не снарядом?) комплекса NEURODUB является программа…”.
5. Почти каждая реклама намекает на автоматическую обработку данных, иногда и на диагностику, т.е. при работе оператору думать не придется.

В результате выбор потенциального пользователя затруднен информационным шумом и откровенной дезинформацией, не говоря уже о психологических (или коммерческих) трюках современных методов обработки покупателя (ничего не поделаешь, на дворе плюрализм и рыночная экономика). Именно поэтому мы намерены в дальнейшем подтверждать в своей рекламе каждое слово и никогда не отказываться от любой независимой экспертизы.

Компания TREDEX сейчас выпускает электроэнцефалографы серии “Эксперт”. Эта серия сменила предыдущие приборы “DX”, неплохо (если это не подделки) зарекомендовавшие себя на протяжении многих лет работы. Аппаратура выпускается в двух вариантах - стационарном и телеметрическом. Отличия второго варианта заключаются в применении специально спроектированной цифровой телеметрии. В остальной схемотехнике приборы идентичны.
Особенностью этой аппаратуры является высокая надежность (обеспечивается отсутствием подвижных частей, применением комплектующих лучших зарубежных производителей, ударопрочной конструкцией и влагозащищенностью корпуса). Высокая помехозащищенность обеспечивается применением технологии ENR, описанной в статье Принцип подавления внешних шумов при проектировании аппаратуры для ЭЭГ- исследований.

Это означает, что “Эксперт” будет работать в ЛЮБОМ помещении без экранировки (при невыполнении этого условия фирма немедленно вернет деньги). Качество регистрируемой ЭЭГ будет соответствовать качеству “NIHON KOHDEN” (с Вашего позволения мы будем считать именно этого японца мировым лидером, а не приборы постсоветских обществ с весьма ограниченной ответственностью).

Кроме того, помехозащищенность телеметрических приборов серии “Эксперт” имеет настолько значительный запас, что безупречную электроэнцефалограмму можно регистрировать даже при разговоре пациента по мобильному телефону. Такие исследования были проведены с помощью нашей аппаратуры, и результаты (во многом, шокирующие) были опубликованы в журнале Intern. J. Neuroscience, 113:1007–1019, 2003 в статье Effects of high-frequency electromagnetic fields on human EEG: a brain mapping study. Адаптированный и несколько сокращенный перевод на русский язык – статья Сопоставление локальных изменений ЭЭГ с картой поля мобильного телефона. До настоящего времени ни одна электрофизиологическая лаборатория мира не смогла ни подтвердить, ни опровергнуть данные результаты, не имея в своем распоряжении столь высокозащищенного прибора как электроэнцефалограф «ЭкспертТМ».

Важной особенностью является также пригодность (вследствие устойчивости к помехам и низкого собственного шума) для диагностики смерти мозга при подключенном аппарате искусственной вентиляции легких. В телеметрическом варианте аппарат может быть использован также для целей интраоперационного мониторинга и оценки послеоперационного периода, для анестезиологического контроля за состоянием электрической активности мозга при различных типах анестезии. При комплектации дополнительными электрокортикографическими электродами система может быть применена в условиях операционной для оценки локализации эпилептогенных очагов, в т.ч. вторичных.

Для реальной клинической работы (в первую очередь - в эпилептологии) необходима высокая верность отображения электроэнцефалограммы. При этом прибор должен очень правильно “прописывать” все особенности пик-волн, спайков и других феноменов. Опыт многолетней эксплуатации в реальных клинических условиях обобщен в статье ЭЭГ паттерны в клинической эпилептологии.

Вы можете ознакомиться с иллюстрациями и убедиться, что все разнообразие описанных в ней феноменов корректно отображено нашим электроэнцефалографом (кстати, не самой последней модели). Клинические случаи, демонстрирующие возможности аппаратуры при диагностике локальной патологии и обнаружении пароксизмальной активности, приведены в статье Трехмерная локализация очаговой патологии при электроэнцефалографическом исследовании.

Серия “Эксперт” выпускается в 16-, 19-, 21-, 24- и 32(в разработке) -канальных вариантах. Наиболее популярная и используемая комплектация - 16 каналов. Мы полагаем, что аппаратура серии “Эксперт” отвечает своему назначению и позволяет получить хорошие диагностические результаты, ее предельные возможности описаны в статье Парасагиттальная опухоль как предельная задача для современной компьютерной электроэнцефалографии. При сравнительных испытаниях с другими приборами можно воспользоваться методикой оценки качества оборудования, предложенной сотрудниками Института нейрохирургии, Компании TREDEX и ННЦ “Институт метрологии”.

Основные критические замечания, с которыми мы встретились в процессе установки и эксплуатации приборов, можно свести к следующему.

Сомнение в преимуществах телеметрии, опасение дополнительных шумов и помех. Возникают только до начала эксплуатации прибора. После этого о телеметрии забывают — к хорошему привыкают быстро. Некоторые преимущества телеметрии описаны в статье Модификация электроэнцефалографической диагностики как развивающаяся задача.

Опасение ненадежной работы аккумуляторного источника питания телеметрического прибора. Опровергается эксплуатацией - специально спроектированное зарядное устройство не позволяет повредить батарею даже при большом желании, а прибор имеет встроенную индикацию разряда и автоматическое выключение при недопустимом разряде батареи.

Сомнение в достоверности получаемой ЭЭГ сравнительно с некоторыми другими украинскими и российскими приборами. Претензия - к излишней четкости и “гладкости” электроэнцефалограммы. Подозрение, что программа специально рисует ЭЭГ так, как в учебнике. Опровергается метрологией, сравнением записей “Эксперт” с записями лучших импортных чернилопишущих приборов. При детальной проверке этой претензии обнаружились крайне интересные факты, обычно не афишируемые производителями ЭЭГ-аппаратуры, но приводящие к характерному зашумлению большинства компьютерных ЭЭГ-кривых - статья Компьютерный электроэнцефалограф. Проблема бета-диапазона.

Рис. 1. Электроэнцефалограмма здорового человека, глаза закрыты, доминирует альфа- ритм.

Не менее важным для клинической работы является удобство управления программой.

Конечно, все производители произносят волшебные слова “интуитивно понятный интерфейс”. В действительности организация удобного управления программой представляет собой весьма сложную задачу. Мы не утверждаем, что решили ее полностью. Но когда при сравнительных испытаниях со старыми версиями программы производительность кабинета ЭЭГ возросла в полтора раза, стало понятно, что труд по оптимизации управления не пропал даром.

Программное обеспечение современного компьютерного электроэнцефалографа можно условно разделить на три блока:

1. Отображение ЭЭГ в процессе регистрации.
2. Обработка записанной электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов.
3. Подготовка и печать выходной формы.

Основным требованием к блоку регистрации следует считать качество отображения электроэнцефалограммы - она должна легко “читаться” оператором. При этом любые физические артефакты должны быть подавлены максимально. Наша фирма заявляет, что ни один пользователь “Эксперта” никогда не увидит сетевой помехи 50 Гц при ЛЮБОМ состоянии программных фильтров. Кроме того, мы утверждаем, что любые радиочастотные помехи, обусловленные работой передающих устройств (радиомодемов, мобильных телефонов, радиостанций и т.п.) не помешают регистрировать качественную, то есть “чистую” электроэнцефалограмму. Иллюстрации регистрируемых электроэнцефалограмм приведены на рис. 2-5.

Рис.2 Патологическая электроэнцефалограмма (атипичный абсанс). Комплексы типа пик-волна, спайки, полиспайки, полифазные пики, полиморфные волны.

Рис.3 Комплексы типа пик-волна при увеличении в четыре раза. Справа – энергетические спектры. Демонстрация качества регистрации ЭЭГ.

Рис.4 Патологическая электроэнцефалограмма (опухоль головного мозга). Высоковольтная медленноволновая активность, выраженная межполушарная асимметрия.

Рис.5 Медленные волны при увеличении в четыре раза. Демонстрация корректности отображения медленноволновой активности. Высокочастотная активность редуцирована – обратите внимание на спектры.

Блок обработки записанной электроэнцефалограммы обычно представляет собой широкое поле для фантазий разработчика. Мнение доктора часто игнорируется.

Реальные требования к режимам обработки можно сформулировать так: они должны быть полезны, а использовать их должно быть легко и просто. Самым главным методом анализа должен стать тот, который поможет обнаружить аномальные участки на ЭЭГ и обратить на них внимание врача. Именно поэтому мы уделяем большое внимание автоматическим анализаторам, соответствующим требованиям МКБ 10 и ILAE (рис.6)

Рис. 6. Патологическая электроэнцефалограмма (типичный абсанс)

Автоматический анализатор системы “Эксперт” обнаружил (далее текст, данный курсивом, сформирован автоматически): разряд в виде спайков, полиспайков и группы волн, отличающихся от основного паттерна ЭЭГ, полиспайки преимущественно в отведениях Fp2, F8, спайки преимущественно в отведениях Fp2, F4. Нетипичные для основного паттерна феномены подчеркнуты, их количество, а также суммарный энергетический уровень компонентов ЭЭГ представлены в виде графиков в нижней части иллюстрации.

Система автоматического описания дает дополнительную информацию (тоже в автоматическом, разумеется, режиме): Паттерн высоковольтной ЭЭГ. Средняя удвоенная амплитуда (действующее значение) электроэнцефалограммы составила 61,3 мкВ, ее максимальный уровень отмечается в отведении F3 и составляет 81,2 мкВ, минимальный - в отведении T4 и составляет 44,2 мкВ. Типичное значение от пика до пика составляет 86,6 мкВ для данного фрагмента ЭЭГ. Максимальный размах от пика до пика зарегистрирован в отведении F4 и равен 301,7 мкВ.

На представленном фрагменте электроэнцефалограммы доминирует дельта-ритм с частотой 3,00 Гц. Субдоминирует альфа-ритм с частотой 8,50 Гц. Зональные различия альфа-ритма парадоксальны. Межполушарная асимметрия, вычисленная по формуле (S/D-1)*100% составляет 7,6%, энергия электроэнцефалограммы больше в левом полушарии. Максимальная асимметрия наблюдается в бета2-диапазоне в затылочных отведениях. Ее величина, вычисленная по формуле (D/S-1)*100%, равна 199,7%.

Соотношение ритмов в представленном фрагменте электроэнцефалограммы равно: дельта - 32,6%, тета - 15,5%, альфа - 24,1%, бета1 - 18,7%, бета2 - 9,1%. Медианная частота спектра равна 7,90 Гц, в левополушарных отведениях - 7,96 Гц, в правополушарных - 7,85 Гц. Максимальная зарегистрированная медианная частота спектра равна 9,34 Гц в отведении F8, минимальная - 5,78 Гц в отведении O1.

Удобно, не правда ли? Есть реальная диагностическая помощь, но нет навязывания умозаключений, которых никакая компьютерная программа производить не в состоянии, не человек же она, в самом деле. После такого описания можно добавить собственно врачебный текст. Что касается дополнительного анализа - система обработки позволяет не ограничивать себя ни в чем (Рис. 7).

Рис. 7. Некоторые фрагменты блока дополнительной обработки. Объединены на рисунке без всякого клинического смысла, это просто демонстрация

Но для научных исследований никаких встроенных программных блоков обработки все равно не хватит. Тем более, что каждый исследователь имеет свой план, свою версию научной работы. Поэтому данные из системы могут автоматически экспортироваться в Excel. Но, конечно, если исследователь желает встроенный блок обработки данных по своему замыслу, он его может заказать и получить программу на свой вкус.

Это совсем не значит, что в базовой программе нет широкого выбора методов анализа - он более чем достаточен (некоторые фрагменты показаны на рис.7) и может удовлетворить и клинициста, и научного работника.

Некоторые режимы обработки вызванных потенциалов представлены на рис. 8. Более полное описание возможностей анализа вызванных потенциалов.

Рис. 8. Некоторые методы обработки длиннолатентных ЗВП. В данном случае фиксировались ВП на изменение изображения (100 стимулов в случайной последовательности, соотношение значимых/незначимых 1:4)

Разумеется, система позволяет работать и со слуховыми, и с когнитивными вызванными потенциалами при задании любых стимулов и любого их соотношения. Возможности стимуляции и обработки ВП существенно расширены тем, что для задания стимулов используется не только встроенный фотофоностимулятор, но и другой компьютер. В результате получается почти бесконечное пространство для реализации идей исследователя - можно задавать любые задачи: от шахматного паттерна до распознавания сложных изображений.

Что касается возможностей дополнительной обработки ВП, на рис. 9 показана небольшая часть автоматически экспортированных в Excel данных. Так что область приложения научных идей - ограничений не имеет.

Рис. 9. Экспортированные ВП данные, пригодные для любой обработки стандартными средствами

Впрочем, для реальной клинической работы нужны скорее иллюстрации ЭЭГ и ВП, сопровождаемые описанием и врачебным заключением. Поэтому наша фирма уделяет большое внимание блоку выходных форм и удобству его эксплуатации. Действительно, если через кабинет ЭЭГ прошло 20 пациентов, у большинства из которых электроэнцефалограмму записывали просто для соблюдения правил, а некоторые действительно имеют патологию, требующую серьезного анализа, работу врача можно облегчить только хорошо продуманной процедурой подготовки и печати заключений.

Естественно, для выходных форм используется стандартный Word, но общение с ним упрощено и оптимизировано. Программа “Эксперт” самостоятельно экспортирует в него изображение, данные о пациенте, результат автоматического описания и автоматического анализатора, а также обработки, которые использовал оператор. В минимальном случае врачу остается дописать тривиальную фразу: “ЭЭГ в пределах возрастной нормы” и отдать готовое заключение. В более сложном - можно формировать отчеты любой сложности и любого уровня, вплоть до научных статей - их можно написать, не выходя из нашей программы. Отчеты выглядят примерно так, как рис. 10.

Рис.10. Образец отчета электроэнцефалографического исследования

Более подробно с выходными отчетными формами можно познакомиться в материале Трехмерная локализация очаговой патологии при электроэнцефалографическом исследовании, в котором приведены клинические случаи, зарегистрированные и диагностированные с помощью аппаратуры, выпускаемой нашей фирмой.

Но не будем излишне оптимистичны. Потенциального пользователя должно интересовать не то, что в системе хорошо, а то, что в ней плохо, не продумано и т.д. Ну и сравнение приборов, выпускаемых различными фирмами. Но так как сравнительная реклама запрещена, мы лучше сами скажем, что у нас плохо, а выбор пусть делает пользователь.

В первую очередь плохо с Windows. Несмотря на многократные тестирования, не удается достичь абсолютной надежности программного обеспечения - Билл Гейтс заложил такие кучи проблем, что никому пока их не удается разгрести. В сущности, ВСЕ программы под Windows ненадежны, но это слабое утешение. И если наш радиомониторинг под DOS может работать годами, не выключаясь, то под этим сверхприбыльным изделием американского гения ничего подобного достичь не удается. Нет, это не значит, что наше ПО менее надежно, чем другое (слышу радостные вздохи конкурентов), просто вся система Windows - ненадежна по определению, а пользователи требуют только ее. И хоть сто лет доказывай, что ни одна ракета, ни один самолет не летает под управлением этого чудовища, все равно - подать нам ПО под Windows!

Вечная проблема с теми, кому нужно автоматическое заключение. Вот сделай так, чтобы медсестра работала с аппаратурой с помощью одной кнопки, а я потом эти картинки давал пациенту. И доказывай, не доказывай, что электроэнцефалограмма - не измерение температуры - все бесполезно. Покупают то, что дает автоматическое заключение, т.е. машина сама (!) диагноз устанавливает.

Очень большая проблема в неверии. Не может почему-то наш электроэнцефалограф быть лучше европейского. Хоть наизнанку вывернись, а убеждение во второсортности того, что сделано не англосаксами (или приближенными к ним нациями), неистребимо.

Вот, пожалуй, основные проблемы. Кроме того, что у покупателя зачастую нет денег. Но если они у него появляются, он купит самое непонятное, предполагая, что это и есть самое “навороченное” и “крутое”. Неважно, что будет после, похоже, процесс переговоров о покупке непонятного прибора доставляет администраторам эстетическое удовольствие. (Так плохая хозяйка покупает товар из-за яркой упаковки, а хорошая замучает продавца, но выберет лучшее.) Доктор потом говорит очень разные слова, но дело уже сделано, второго прибора не купят, а первый не спишут, хоть весь родной лексикон употреби.

И, конечно, законы Мерфи никому не удается отменить. “Если можно сделать чтонибудь не так, обязательно найдется человек, который именно так и сделает”. В общем, выбирайте. Просмотрите предлагаемые ссылки, там есть много интересного (хотя и непарламентского), обсудите с коллегами и покупайте очередной “МозгоТест” типа “BRAINKAPUT”.

Если же Вы склонились в пользу нашего прибора, будем рады - полку наших уважаемых пользователей прибыло.

И не стесняйтесь требовать сравнительной экспертизы до покупки, мы всегда рады показать свою аппаратуру в действии.

P.S. Если уж Вы дочитали до этого места, то статью д-ра В.Л. Родригеса ЭЭГ паттерны в клинической эпилептологии прочтете точно - хорошая статья, толковая и очень нужная, не сомневайтесь.