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EEG Dr. Humberto Cabañas Vela R4PED Neurología pediátrica 21-Junio-2012

GENERALIDADES

DEFINICIÓN Exploración neurofisiológica  Se basa en el registro de la actividad bioeléctrica cerebral en el cuero cabelludo  En condiciones basales de 

◦ Reposo ◦ En vigilia o sueño ◦ Durante diversas activaciones

BREVE HISTORIA 

Richard Caton (1842-1926), un médico de Liverpool, presentó en 1875 sus hallazgos sobre los fenómenos bioeléctricos en los hemisferios cerebrales de ratones y monos, expuestos por craniectomía.



Hans Berger (1873-1941) comenzó sus estudios sobre electroencefalografía en humanos, en 1920.

PROPÓSITO La electroencefalografía es una técnica que permite estudiar la actividad cerebral.  Conocer mejor el diagnóstico y la localización de su enfermedad  Intensidad de una posible lesión. 

ORIGEN DE LA EEG Los fenómenos que ocurren en la sinapsis son de naturaleza química, pero tienen efectos eléctricos colaterales que se pueden medir.  Una sola neurona no llega a ser apreciable dentro del montón, pero si pensamos en ellas como vectores, lo que medimos es la resultante 

◦ Mide grupos de neuronas disparando sincrónica (normal) o asincrónicamente (anormal)

ORIGEN DE LA EEG Estos efectos eléctricos se pueden medir “in situ” (electrodos de aguja) o en el cuero cabelludo (electrodos superficiales).  Obviamente la intensidad de la señal en el último caso es menor, pero tiene la ventaja de ser una técnica no invasiva. 

GENERADOR 

Las señales son producidas como consecuencia de la actividad sináptica general de regiones discretas de encéfalo ◦ PPSE (potenciales postsinápticos excitadores) ◦ PPSI (potencialespostsinápticos inhibidores) ◦ Se suman entre si y dan origen a potenciales lentos que son las ondas registradas



GENERADOR – Sector de tejido encefálico capaz de producir actividad eléctrica

GENERADOR Comportamiento colectivo de neuronas corticales  Flujo extracelular de la suma de la actividad de muchas neuronas al mismo tiempo  No todas las neuronas contribuyen igualmente  Refleja la actividad de neuronas cerca del electrodo  Estructuras profundas no contribuyen 

3 generadores corticales Generador A: Situado a unas 500 micras de la superficie cortical está producido por la despolarización de las dendritas apicales de las células piramidales. Su actividad produce ondas negativas en la superficie de la corteza. No tiene relación con la descarga de potenciales de acción de las células.  Generador B: Situado a 900 micras de profundidad está formado por las despolarizaciones de los somas de las células piramidales. Produce ondas positivas en la superficie cortical y su actividad coincide con la aparición de potenciales de acción en þ las células.  Generador C: Está situado también a 900 micras, pero su actividad determina ondas negativas en la superficie cortical y es el resultado de la hiperpolarización de las células. Su actividad coincide con una interrupción de la descarga de potenciales de acción en las células piramidales. 

Generadores bioeléctricos Una tensión positiva en la superficie cortical traduce una despolarización en las capas más profundas de la corteza  Una tensión negativa puede ser resultado, bien de una despolarización superficial, o de una hiperpolarización profunda 

Señales EEG superficiales Magnitud: 5 a 300 μV  Ancho de banda: 0,5 a 100 Hz (normalmente se utiliza hasta 70 Hz para clínica) 

ASPECTOS TÉCNICOS

CAPTACIÓN DEL EEG

Electrodos superficiales

Tienen un baño de oro o de plata  Necesitan un gel o pasta conductora para mejorar la interfaz  Se utilizan distintas pastas conductoras, de acuerdo a la duración del estudio (por ejemplo, para polisomnografía, un estudio que dura toda una noche, se utiliza colodión, el cual tiene mejor funcionamiento mecánico) 

Electrodos superficiales

Autoadhesivos Gorro - cap

Electrodos de aguja (Electrocorticograma)

Ubicación de los electrodos    



La amplitud, fase y frecuencia del EEG dependen de la ubicación del electrodo. La cabeza es mapeada por 4 puntos: Nasion, Inion, Puntos pre-auriculares derecho e izquierdo. Forma 19 electrodos más tierra Los electrodos son puestos midiendo la distancia Nasion-Inion y PreAur-PreAur (pre-auricular) en puntos a 10%, 20%, 20%, 20%, 20% y 10% de la longitud  Sistema Internacional 10 – 20 El vértex, o electrodo CZ, se encuentra ubicado en el punto medio de ambas líneas de referencia

Protocolo internacional Sistema 10-20

MONTAJES

E1 = +5 mV

E1 – E2 = +3 mV

E2 = +2 mV

E1

E2

Un canal se compone de E1 – E2, donde E1 = activo y E2 = referencia

En montajes bipolares, E2 en un canal es E1 en el siguiente

Nótese que en montaje longitudinal, los Fp y O nunca se encadenan. Para eso sirve el transverso.

MONTAJES REFERENCIADOS

Mejor opción por que las referencias anatómicas se artefactan más: A, M – EKG Cz – Gran voltaje (falsos positivos)

REGISTRO  



 

Se registra con electrodos, usualmente 20 Se acomodan en un patrón estándar al cuero cabelludo con gel conductor, colodión o pasta electrolítica (incrementa su conducción) Escarificación local de la piel en puntos de registro (limpieza gentil con gel abrasivo) para disminuir la impedancia (resistencia eléctrica de la piel, < 10 KOhms) y disminuir artefactos de origen biológico Duración estándar 30 min en adulto, puede ser menos en niños Se indica: ◦ Permanecer quieto en decúbito supino ◦ Ojos cerrados excepto cuando se solicite abrirlos

REGISTRO 

 



El niño puede estar sobre regazo materno o paterno para calmarse Desvelo previo como activación y para favorecer sueño fisiológico ACTIVACIONES (en busca de desencadenar actividad paroxística, se describen más delante) IDEALMENTE DEBE INCLUIR VIGILIA Y SUEÑO ◦ Vigilia para determinar estado basal, ritmo de base, ◦ Transición al sueño es una activación por sí sola ◦ El sueño favorece registro de paroxismos interictales en algunas epilepsias, con o sin eventos clínicos asociados (focales, sobre todo frontales)

REGISTRO Se permite al paciente estar somnoliento o dormirse durante EEG  Lactantes normalmente no cooperan 

◦ Sus movimientos causan artefactos excesivos, haciendo el EEG poco legible ◦ Frecuentemente se prescribe sedante (hidrato de cloral, benzodiazepinas)

Las benzodiacepinas son anticomiciales efectivos y pueden enmascarar epilepsia si se usan en EEG  Pero causan excesivo ritmo beta que enmascara muchos detalles del EEG – preferible hidrato de cloral, dexmedetomidina (no modifican EEG)  Es preferible registrar durante sueño fisiológico (con mamila o deprivación de sueño) 

En todo montaje bipolar, la resultante es la diferencia entre los valores absolutos de E1 y E2 con la polaridad (+/-) del E de mayor valor numérico – NO LA SUMA ALGEBRAICA En EEG, positivo se traza como una deflexión hacia abajo y negativo hacia arriba

INTERPRETACIÓN F7 E1 = +5 mV (F7 - T3) E2 = -2 mV

E1 – E2 = +3 mV

E1 = -2 mV (T3 – T5) E2 = -10 mV

E1 – E2 = -8 mV

T3

T5

Reglas básicas de localización de los grafoelementos 



◦ Como la inversión de fase, pero la carga electronegativa de electrodos lejanos cancela el sitio de mayor actividad

Por inversión de fase ◦ En montajes encadenados (bipolar) si el electrodo encadenado origina el mayor voltaje (diferencia de electronegatividades) a igual magnitud, pero polaridad inversa 

F7 – T3 (+70 mV – +20 mV) D absoluta = +50 mV

Por cancelación de fase

Por amplitud ◦ En referenciado

T3 – T5 (+20 mV – -70 mV) D absoluta = -50 mV

En fase

Fuera de fase

Reglas básicas de localización de los grafoelementos

ARTEFACTOS COMUNES 

Relevancia ◦ Los artificios pueden simular actividad eléctrica anormal (epilepsia, disfunción) ◦ Pueden deberse a mala técnica (colocación, selección de montaje, equipo en mal estado, inversión de cables) – corregir siempre



Movimiento ◦ Normalmente en los canales afectados o en todos



Contracción muscular (miogénico) ◦ Normal: Canales frontales y temporales ◦ Anormal: por malposición: Occipitales y parietales si se colocan erróneamente más cerca de los occipitales

ARTEFACTOS COMUNES 

Parpadeo y movimientos oculares ◦ En frontopolares (Fp1, Fp2), positivo de gran amplitud en montaje longitudinal ◦ Anormal por malposición: En otros frontales si se colocan erróneamente más cerca de frontopolares



Notch o de corriente eléctrica ◦ Generalizado, flujo oscilatorio rítmico entre 50 y 60 Hz ◦ Hay que asegurar una correcta tierra física del equipo y la integridad del equipo, cables y electrodos



Electrodos sueltos ◦ Amplios y cuadráticos ◦ Inversión fuera de fase en espejo en canales consecutivos en montajes encadenados

ARTEFACTOS COMUNES 

Medicamentos – focal o generalizado ◦ BZD, barbitúricos, risperidona  Ritmo beta superpuesto en todos los canales  Diferenciar de inmadurez bioeléctrica, retraso psicomotor o discapacidad intelectiual

◦ BSD, barbitúricos a dosis altas  Lentificación generalizada, patrón de brote – supresión, inactividad electrocerebral (antes silencio eléctrico)  Diferenciar de encefalopatía / progresión a muerte encefálica

ARTEFACTOS COMUNES 

Sueño en canales centrales ◦ Normal: Todos los grafoelementos se ven de gran amplitud en regiones centrales durante el sueño ◦ Anormal: por malposición: Si un electrodo no central se coloca erróneamente más cerca de los centrales, sus grafoelementos se observan de gran amplitud pudiendo aparentar actividad paroxística

Movimiento, contracción muscular, movientos oculares lentos y parpadeo son más frecuentes y de mayor amplitud en vigilia y disminuyen en sueño (excepto en casos de ansiedad)  Movimiento ocular rápido es exclusivo de vigilia y REM  Notch y electrodos sueltos y artefactos por malposición de los electrodos aparecen independientemente de sueño o vigilia y deben corregirse siempre que se observen 

GENERALIDADES VIGILIA  Ritmo variable por artefactos  Amplitud media  Ritmo alfa de 8-13 Hz en regiones posteriores ◦ Menor en menores de 6 años (theta)

GRADIENTE

AP

 1 mes – 1 año: 4 – 5 Hz  2 – 4 años: 5 – 6 Hz  5 años 6 – 7 Hz)

◦ RN delta 2 – 3 Hz – después de este período siempre es anormal en vigilia ◦ Este ritmo se interrumpe si el paciente abre los ojos ◦ En escolares y adolescentes las regiones frontales generan mayor amplitud 

Beta >13 Hz en regiones anteriores ◦ Menos rítmico ◦ Menos influido por la apertura ocular que el ritmo alfa

GENERALIDADES 

En paciente somnoliento, el ritmo alfa se fragmenta ◦ Aparece actividad theta (5-7 Hz) más prominente – si rebasa el 50% del trazo, ya es sueño

EN SUEÑO E HIPERVENTILACIÓN el ritmo de base es más lento ◦ Típicamente bien organizado (simétrico y sincrónico) (excepto en disfunción y en prematurez) ◦ Ondas delta más amplias (2-4 Hz) ◦ Estadios iniciales: ondas agudas en vértex y acúmulos de ondas en rango sigma (husos de sueño) ◦ Estadios más profundos: predominan ondas delta

FRECUENCIAS BASALES EEG 

Alfa:



Beta:



Theta:



Delta:

◦ Frec 8 – 13 Hz. ◦ Ampl 25 – 50 μV (50 μ v promedio), aunque 100-200 μV todavía se puede observar en pacientes pediátricos en ciertas condiciones. ◦ Beta1 =14 – 25 Hz, Beta2 = 25-40Hz ◦ 5 – 25 μV, excepcionalmente supera los 30 μV ◦ 4 a 7 Hz ◦ 50 – 75 μV ◦ 0.5 – 3 Hz ◦ 75 – 100 μV  las de mayor amplitud, es anormal que sean de baja amplitud y factor de mal pronóstico (encefalopatías crónicas y agudas)

FRECUENCIAS EEG - ESPECIALES Sigma 12 – 16 Hz, arciformes (husos), fase N2 de sueño  Gamma 41 – 100 Hz, en vigilia, relacionadas con percepción conciente  Mu: 7 a 12 Hz, arciformes, usualmente 8-10 Hz (también se le llama “alfoide”). 20-60 μV. Trenes de pocos segundos de duración en regiones centrales en vigilia, se bloquea típicamente con el movimiento de las extremidades  Lambda: Región occipital, relacionadas con actividad visual. Potenciales evocados visuales 

RITMOS BASE EEG Simetría: igual en los 2 hemisferios  Sincronía: trazo homólogo al mismo tiempo 

Ritmos EEG - vigilia

Ritmos EEG - vigilia  Ritmo Alfa

: Es el en un electroencefalograma (EEG) normal. Se localiza sobre todo en regiones occipitales y parietales, siendo evidente en condiciones de vigilia relajada, con ojos cerrados – bloqueo al abrir los ojos ◦ < Amplitud (V), > Frecuencia (Hz) ◦ Distribución:

 Regiones posteriores (occipitales) de ambos hemisferios, en forma simétrica.  Reflexión en regiones parietales y posterior de lóbulos temporales.

Ritmos EEG - vigilia

Ojos abiertos

Ojos cerrados

Ritmo alfa en regiones posteriores del cerebro

Ritmos EEG - vigilia

Cambios de frecuencia y amplitud del ritmo alfa con la edad

Ritmos EEG - vigilia  Ritmo

Beta: Aparece en aproximadamente el , siendo más evidente si el paciente está sometido a tratamientos con fármacos sedantes. ◦ > Amplitud (V), < Frecuencia (Hz) ◦ Distribución:  Regiones frontales.

◦ Significado fisiológico: no está claro, relación con la función sensorio-motora ◦ Presente en personas con función cerebral normal: en pacientes en coma es un signo de buen pronóstico

Ritmos EEG - vigilia

Gradiente: Ritmo beta anterior – alfa posterior

Ritmos EEG - vigilia

Actividad beta generalizada

Ritmos EEG - vigilia

Actividad beta generalizada, inducida con tratamiento barbitúrico

Grafoelementos de vigilia frontoparietal : aparición simultánea de ritmos alfa posteriores (PO) y beta anteriores (F-C) en vigilia en reposo con ojos cerrados.

GRAFOELEMENTOS DE VIGILIA: Gradiente anteroposterior EEG normal durante vigilia. Note el ritmo alfa posterior (flecha grande) y actividad beta frontal más rápida (flecha pequeña).

Ritmos EEG - vigilia  Ritmo

Mu: Es el menos frecuente de los ritmos de un registro normal, estando en tan sólo un 10 % de los individuos normales. Localizado en regiones centrales. Se identifica por su morfología típica en “arcos” y por ser suprimido si se mueve la extremidad superior contralateral. ◦ Vinculado a los sistemas sensorial y motor, de forma contralateral. Sin relación con lo visual ni con la actividad mental.

Ritmos EEG - vigilia

Ritmo mu

Ritmos EEG - vigilia 

Ondas lambda: al realizar movimientos de búsqueda con los ojos (fijarse en los detalles de una habitación, observar diversos elementos de un dibujo, etc.) aparecen deflexiones en regiones occipitales que se denominan ondas lambda. ◦ Morfología: son ondas agudas, usualmente bifásicas y de forma triangular (lambdoidea). ◦ Son similares a las ondas agudas positivos occipitales transitorias que aparecen durante el sueño (POST, positive occipital sleep transients). ◦ Duración: 100-250 ms.

Ritmos EEG - vigilia

◦ Amplitud: en general, baja-mediana amplitud (< 50 μV), pero pueden alcanzar un gran voltaje, pudiendo ser confundidas con ondas patológicas. ◦ Distribución: aparecen en regiones occipitales. Siempre van precedidas de un potencial generado por el movimiento ocular, que aparece en regiones anteriores, y que indica la relación entre los movimientos discriminadores de los ojos (o de búsqueda) y las ondas lambda. ◦ Relación de fase: aunque en ocasiones estas ondas pueden ser asimétricas, siempre aparecen de un modo sincrónico en los dos hemisferios.

Ritmos EEG - vigilia

Ondas lambda en regiones posteriores y artefacto por parpadeo en las frontales

Pruebas de activación epiléptica en vigilia 

Deprivación de sueño ◦ Efecto fisiológico – latencia de sueño más corta ◦ Efecto patológico – actividad paroxística (cualquiera)



Hiperventilación (HV) por 3 minutos ◦ Niño grande ◦ Niño pequeño idear un juego (pedirle que sople un papel reiteradamente sin dejarlo caer) ◦ Efecto Fisiológico: lentificación difusa del ritmo 1 a 3 Hz a partir del ritmo de base en vigilia con recuperación gradual durante 1 minuto posictal ◦ Efectos patológicos:  Lentificación focal  Lentificación excesiva (>4 Hz)  Por ejemplo si el ritmo de base era alfa, lentificación hasta delta

 Prueba clásica de crisis de ausencia – desencadena el paroxismo clínico-eléctrico clásico

Hiperventilación

Respuesta fisiológica a la hiperventilación. 1. Antes. 2. Un minuto (theta rítmico con máximo bifrontal). 3. Dos minutos (theta y delta, máximos bifrontales). 4. Tres minutos (delta ritmico, máximo bifrontal). 5. Un minuto después de finalizar la hiperventilación (similar a 1).

Pruebas de activación epiléptica en vigilia 

Estimulación luminosa intermitente (ELI) ◦ ◦ ◦ ◦

Con flash intermitente (estroboscopio) Distintas frecuencias (3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 y 30Hz) Filtros de color Efecto Fisiológico:  Arrastre fótico a la misma frecuencia que el estroboscopio  Estimulación fotomiogénica

◦ Efecto patológico:  Complejos de punta-onda lenta o puntas focales en epilepsias fotosensibles  Ala mayoría entre 15 y 21 Hz (altas frecuencias): epilepsia mioclónica benigna de la infancia, Sx de Janz, epilepsia rolándica (puntas centrotemporales en sueño), epilepsia occipital primaria, epilepsia occipital de Gastaut  ELI a bajas frecuencias, 3 Hz: Sx de Doose

Hiperventilación y estimulación fótica pueden desencadenar actividad de puntas generalizadas, sugiriendo epilepsia primariamente generalizada  También paroxismos focales 

Estimulación Luminosa Intermitente

Respuesta fisiológica a la ELI. Fenómeno de arrastre o barrido fótico. (potenciales en O1 y O2 de igaul frecuencia que los de la lámpara estroboscópica).

Estimulación Luminosa Intermitente

Respuesta fotomiogénica

Arquitectura del sueño

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Arquitectura del sueño

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Arquitectura del sueño 

2 fases definidas: ◦ N (No-REM ) ◦ R (REM: Rapid Eye Movements o MOR: (Movimientos Oculares Rápidos)



Ciclo de sueño: Secuencia N1  N2  N3  R ◦ se repite un número variable de veces, entre 3 y 7 ◦ La duración de cada ciclo es variable, pero en conjunto dura 70120’  60-90’ N  18-30’ R



W – vigilia (wakefulness) ◦ Antes y después de cada ciclo completo  W  N1  N2  N3  R  W  N1… W

◦ EOG – MOR y lentos ◦ EEG – Gradiente, ritmo dominante posterior, artefactos ◦ EMG mentón (Chin) – Tono variable, usualmente el de mayor amplitud del registro

Grafoelementos del sueño 

Estadio N1: ondas agudas del vértex (OAV) ◦ ◦ ◦ ◦

Onda negativa o bifásica Amplitud variable, duración de 0.5 segundos o menor Con inversión de fase en C3, C4, Cz Pueden haber POST (positive occipital sleep transients)  Éste no es un grafoelemento definitorio del sueño, sino un grafoelemento paaroxístico NO EPILÉPTICO (variante normal)  Agudas positivas en montaje referencial (negativas en longitudinal y SIN inversión de fase en transverso)  Más frecuentes en adolescentes y adultos jóvenes  Se diferencian de grafoelementos paroxísticos en regiones occipitales en que estos típicamente son negativos y presentan inversión de fase en montaje transverso

Grafoelementos del sueño 

Estadios N2 y N3: ◦ Husos de sueño  Ritmo sigma con duración de 0.5 a 2 segundos en adulto, hasta 6 segundos en neonatos  Localización frontocentral, predominio frontal

◦ OAV, POST menos frecuentes ◦ Complejo K:  Onda lenta positiva o bifásica, amplitud alta, duración mayor de 0.5 segundos



Estadio R: ondas en dientes de sierra ◦ Trenes de ondas agudas, con duración de 2 a 6 segundos ◦ Preceden a 1 MOR

La alteración de estos patrones es anormal  Aparecen en canales centrales: C y z.  Sueño maduro: simétrico/sincrónico 

Estadios de sueño 

Sueño N (no-REM): 75 – 80% del registro ◦ EOG Sin mov. oculares rápidos, sólo lentos ◦ EEG con frecuencias mixtas de baja amplitud  alfa 50% de la época  theta-delta en menor de 6 años)  grafoelementos de sueño específicos

◦ EMG mentón con tono de amplitud variable (habitualmente progresa de mayor a menor)  Estadio N1: somnolencia – EEG OAV, POST  5 -8% del sueño normal

 Estadio N2: sueño superficial – EEG husos de sueño y complejos K (OAV y POST)  45 – 55% del sueño normal

Estadios del sueño

Estadio N1. Ondas agudas del vértex (flechas) y ondas agudas positivas occipitales (asteriscos)

GRAFOELEMENTOS DEL SUEÑO N2: Ondas del vértex y husos de sueño EEG durante el sueño: ondas del vértex (flecha grande) y husos de sueño (flecha pequeña).

Dur. 0.22 seg

1 seg

Estadios del sueño

Dur. 1.2 seg

Estadio N2. Husos de sueño (flechas) y complejos K (en cuadro)

Estadios de sueño 

Sueño N (no-REM): 75 – 80% del registro  Estadio N3: sueño de ondas lentas  EEG – OL de gran amplitud en el 20% de cada época  los complejos K cuentan como OL de gran amplitud  disminución de OAV y husos  20 – 25% del sueño normal  Fase más reparadora y donde se consolida la memoria y los procesos mentales  Menor proporción en adulto mayor (disminuye hasta desaparecer) y en varones  Ausente en demencias

Estadios del sueño

1 seg

Estadio N3. Ondas lentas de gran amplitud

Estadios de sueño 

Sueño REM - Fase de movimientos oculares rápidos (MOR) (20-25%) ◦ Sueño paradójico  EOG con MOR (como en vigilia) ◦ EEG con frecuencia mixta más parecido a vigilia

 alfa >50% - theta 5 seg de duración en menos del 50% de la época)  O fásica (twitching, 0. 1 a 5 seg en menos del 50% de la época)  18 – 20% del sueño normal

Estadios del sueño

1 seg

Estadio R. Frecuencia mixta de baja amplitud, predominio de alfa, ondas en dientes de sierra (en cuadro)

Estadios de sueño

Incidencia de ritmos de las distintas fases del sueño N

Arquitectura del sueño LS – latencia a inicio de sueño – 20 a 30 minutos (poco más de 30 en pediátrico y adulto mayor)  LR – latencia a sueño REM – 90 – 120 min (apnea del sueño la aumenta, narcolepsia la disminuye)  Eficiencia del sueño – relación W / N + R >85%  La proporción de N3 es mayor en la primera mitad de la noche y menor en la segunda  Ocurre a la inversa para R 

Arquitectura del sueño 

Hay índices (%, eventos/hora de sueño) normales de: ◦ Eventos respiratorios (apneas, hipopneas: