BLOG
Czepki EEG - od krokodylków do futurystycznych technologii
Czepki EEG to ciekawy temat. Trudno jest mówić o modzie w tym kontekście, chociaż też można. Rozwój czepków, ich, jak to się mówi w języku modowym design, w dużej mierze związany jest z rozwojem technologii. Bez prawidłowo dopasowanych elektrod nie ma dobrze wykonanego badania, a czepki są właśnie po to, aby pomóc te elektrody umieścić. W tym wpisie przybliżymy temat czepków wykorzystywanych w badaniach EEG i ich ewolucję.
Założenie na głowę czepka to procedura, bez której nie da się przeprowadzić badania. Od pacjenta wymaga cierpliwości, od technika umiejętności i dobrej znajomości rozmieszczenia punktów, z których zbierany jest zapis. Źle umieszczone elektrody mogą zaburzyć obraz, a co za tym idzie utrudnić lub wręcz uniemożliwić prawidłową interpretację badania.
W standardowych badaniach EEG i czepki z którymi jako pacjenci się stykacie, stosuje się rozmieszczenie elektrod w układzie 10-20. Skąd te liczby?
Układ elektrod 10-20
Układ elektrod 10-20 jest standardowym systemem stosowanym w badaniach elektroencefalograficznych (EEG) do rozmieszczania elektrod na powierzchni głowy pacjenta. Nazwa „10-20” odnosi się do procentowych odległości pomiędzy elektrodami, mierzonych wzdłuż określonych linii na powierzchni głowy. Elektrody są rozmieszczone w odległościach wynoszących 10% lub 20% całkowitej odległości między określonymi punktami anatomicznymi, takimi jak nasada nosa (nasion), guzowatość potyliczna (inion), oraz punkty położone nad uszami (preaurikularne). Punkty odniesienia w układzie 10-20 to linie przechodzące przez środek głowy, biegnące od przodu do tyłu (linia środkowa, np. Fp, Fz, Cz, Pz, Oz) oraz od lewej do prawej strony (np. T3, T4, C3, C4).
Elektrody oznaczane są literami i cyframi, gdzie litery wskazują na lokalizację elektrody (np. F dla obszaru czołowego, C dla centralnego, T dla skroniowego), a cyfry na odległość od linii środkowej (nieparzyste liczby po lewej stronie głowy, parzyste po prawej, a z oznacza elektrody centralnie).
Układ 10-20 jest szeroko stosowany w rutynowych badaniach EEG do monitorowania aktywności elektrycznej mózgu, diagnozowania zaburzeń neurologicznych, takich jak padaczka, zaburzenia snu oraz oceny funkcji mózgu w stanach śpiączki czy podczas operacji neurochirurgicznych.
Ze względu na swoją uniwersalność i standaryzację, umożliwia porównywanie wyników EEG między różnymi ośrodkami medycznymi i badawczymi.
Im bardziej zaawansowane badanie np. do celów naukowych, układ 10-20 można rozszerzyć poprzez dogęszczanie elektrod, zmniejszając odległości między nimi do 10%, 5%, a nawet 2,5%, co pozwala na bardziej szczegółową rejestrację aktywności mózgowej. Takie rozmieszczenie stosuje się zwłaszcza w badaniach wymagających większej rozdzielczości przestrzennej i wtedy na głowie można rozmieścić nawet ponad 512 elektrod!
Czepki do EEG są kluczowym elementem stosowanym w badaniach elektroencefalograficznych, umożliwiającym precyzyjne rozmieszczenie elektrod na powierzchni głowy pacjenta. Czepki te różnią się pod względem konstrukcji oraz liczby elektrod, co pozwala na ich dostosowanie do specyficznych potrzeb klinicznych i badawczych. Poniżej przedstawiamy różne rodzaje czepków EEG.
Rodzaje czepków do badań EEG
Najczęściej stosowane są czepki wyposażone w elektrody rozmieszczone zgodnie z układem 10-20. Są one przeznaczone do rutynowych badań EEG, w których wymagana jest podstawowa liczba elektrod (zwykle od 21 do 25).
W niektórych przypadkach stosuje się czepki z większą liczbą elektrod, rozmieszczonych według układu 10-10, co zapewnia większą rozdzielczość przestrzenną. Tego rodzaju czepki mogą mieć od 64 do 128 elektrod.
Czepki mają swoje rozmiary i podczas badania dobieramy do głowy pacjenta odpowiednią wielkość do XS do XXL. Czepek musi przylegać tak, aby podtrzymywać elektrody, uniemożliwiać się ich przesuwanie i „ trzymać” je tak, aby były odpowiednio dociśnięte do skóry głowy.
Rodzaje czepków do EEG
W badaniach EEG stosuje się różne czepki. Wszystkie one mają swoje wady i zalety. Dobór odpowiedniego czepka EEG zależy od specyfiki badania, wymagań diagnostycznych, wieku pacjenta oraz warunków, w jakich przeprowadzane jest badanie. Nowoczesne czepki EEG oferują coraz większy komfort, precyzję i możliwości dopasowania do indywidualnych potrzeb.
Zacznijmy historycznie
Czepek EEG na krokodylki, zwany również „czepkiem z elektrodami krokodylkowymi,” ma swoje korzenie w początkowych etapach rozwoju technik elektroencefalografii (EEG). Jest to prosty i klasyczny sposób montażu elektrod na skórze głowy, który był szeroko stosowany przed opracowaniem bardziej zaawansowanych i wygodniejszych metod, takich jak współczesne czepki EEG. Obecnie nazywany jest czepkiem klasycznym.
Na początku rozwoju techniki EEG elektrody na głowie pacjenta były umieszczane za pomocą pasty przewodzącej i mocowane na różne sposoby, w tym przy pomocy prostych zacisków, później nazwanych krokodylkami. „Krokodylki” to małe, sprężynowe zaciski z zębami, które umożliwiały przymocowanie przewodu do elektrody znajdującej się na powierzchni skóry, zwykle na głowie. Była to jedna z pierwszych metod stabilnego przymocowania elektrod bez potrzeby ich ciągłego mocowania do skóry. Jednak były również problemy związane z krokodylkami. Duże ryzyko przesunięcia się elektrod podczas badania, co mogło wpływać na jakość rejestrowanego sygnału.
Czepek EEG na krokodylki stał się popularny w połowie XX wieku, kiedy EEG zaczęło być rutynowo stosowane w neurologii klinicznej. Umożliwiał on stosunkowo łatwe rozmieszczenie elektrod w określonych miejscach na głowie pacjenta, co było istotne dla standaryzacji pomiarów i analizy wyników.
Z czasem, w miarę rozwoju technologii EEG, czepek na krokodylki zaczął być wypierany przez bardziej zaawansowane rozwiązania, takie jak dedykowane czepki z wbudowanymi elektrodami oraz systemy z elektrodami zintegrowanymi z elastycznym materiałem, co zapewniało lepszy kontakt ze skórą, większy komfort dla pacjenta oraz stabilniejsze sygnały.
Obecnie najczęściej w pracowniach EEG spotkacie czepki sylikonowe do elektrod grzybkowych, czepki automatyczne z wbudowanymi elektrodami oraz czepki tzw. multicup, czepek z wyciętymi otworami na elektrody.
Czepki automatyczne
W badaniach dzieci najczęściej stosuje się czepki automatyczne, które mają już wbudowane elektrody. Zakłada się je szybko, co w badaniach dzieci jest dużym ułatwieniem. Czepki te występują w różnych rozmiarach i kolorach. Wbudowane systemy dopasowania automatycznie dostosowują położenie elektrod, co minimalizuje błędy wynikające z niewłaściwego umiejscowienia elektrod. Dzięki zaawansowanej technologii, automatyczny czepek zapewnia precyzyjne umiejscowienie elektrod zgodnie ze standardami układu 10-20 lub innych, bardziej rozbudowanych układów. Automatyczne czepki często są zintegrowane z nowoczesnymi, cyfrowymi systemami EEG, co umożliwia bezprzewodowe przesyłanie danych i zwiększa mobilność pacjenta. Tak jak każdy czepek wymaga dobrego dopasowania i użycia żelu przewodzącego sygnały w miejsca, gdzie wbudowane są elektrody.
Czepki sylikonowe na elektrody grzybkowe
Są to czepki, które najczęściej stosowane są w badaniach EEG. Silikon, dzięki swojej elastyczności, idealnie dopasowuje się do kształtu głowy pacjenta. Czepki wykonane z tego materiału są miękkie i wygodne, co minimalizuje dyskomfort. Silikon jest materiałem wytrzymałym, odpornym na wielokrotne użycie i dezynfekcję, co sprawia, że czepki te są długowieczne. Do tego typu czepków przymocowuje się elektrody grzybkowe, które dzięki swojej specyficznej konstrukcji (kształt przypominający grzybek), zapewniają lepszy kontakt ze skórą, co jest kluczowe dla uzyskania wysokiej jakości sygnałów EEG. Elektrody grzybkowe są łatwe do zamontowania w czepku silikonowym, co skraca czas przygotowania pacjenta do badania. Czepki te również równomiernie rozkładają nacisk na skórę głowy, co znacząco zmniejsza uczucie ucisku i dyskomfortu.
Czepki Multicup
Czepki Multicup są wykonane z elastycznych, wytrzymałych materiałów, typu „pianka”, które zapewniają dobre dopasowanie do kształtu głowy pacjenta. Dzięki temu elektrody są stabilnie umieszczone, co minimalizuje ryzyko przesunięcia się ich podczas badania. Nazwa „Multicup” odnosi się do elektrod w kształcie kubków, które dzięki swojej konstrukcji dobrze przylegają do skóry. Czepki te występują w różnych rozmiarach, a przy otworach na elektrody są naniesione oznaczenia, co ułatwia podłączenie elektrod w aparacie EEG.
Trzeba pamiętać, że wszystkie powszechnie stosowane czepki do EEG wymagają użycia pasty lub żelu przewodzącego, który aplikuje się pod elektrody. Mają one za zadanie lepsze przewodzenie sygnałów.
Jak wiecie ze swoich obserwacji elektrody połączone są kabelkami do aparatu. Każdy kabelek odchodzący od elektrody wpinany jest w odpowiedni kanał na aparacie. I zaczynamy zapis!
W którym kierunku idzie
rozwój czepków EEG?
Rozwój czepków EEG idzie w kilku kierunkach, które mają na celu poprawę dokładności pomiarów, zwiększenie komfortu pacjenta, uproszczenie procedur oraz rozszerzenie zakresu zastosowań. Tak jak z każdą technologią dążymy do miniaturyzacji, tak samo jest z czepkami EEG. Nowoczesne czepki EEG dążą do integracji coraz większej liczby elektrod, co pozwala na bardziej szczegółowe mapowanie aktywności mózgu. Systemy o wysokiej rozdzielczości (hrEEG) mogą obecnie rejestrować sygnały z setek elektrod. Postęp w technologii pozwala na tworzenie mniejszych, bardziej dyskretnych elektrod i przewodów, co poprawia komfort pacjenta i minimalizuje zakłócenia sygnału.
Komfort pacjenta staje się również w polu zainteresowania naukowców. Szuka się i stosuje coraz to nowe materiały do produkcji czepków EEG, które są bardziej elastyczne, oddychające i hipoalergiczne. Pracuje się również nad tworzeniem bezprzewodowych czepków EEG. Integracja bezprzewodowych modułów do przesyłania danych umożliwia większą mobilność pacjenta podczas badania. Pacjent nie jest ograniczony przez przewody, co pozwala na monitorowanie aktywności mózgu w bardziej naturalnych warunkach, np. podczas ruchu.
Prowadzone są również badania nad rozwojem lekkich, dyskretnych czepków EEG, które mogą być noszone przez pacjenta przez dłuższy czas w codziennym życiu np. podczas badań 24h lub dłuższych. Poszukuje się również rozwiązań nad tym, aby czepek był zakładany samodzielnie przez pacjenta, co wiąże się z rozwojem technologii badań EEG na odległość.
Czepki EEG są rozwijane jako elementy systemów BCI, które pozwalają na bezpośrednią komunikację między mózgiem a komputerem. Rozwój tych systemów wymaga czepków EEG o wysokiej rozdzielczości, precyzyjnym sygnale i niskim opóźnieniu.
Czepki EEG są coraz częściej integrowane z innymi technologiami neuroobrazowania, takimi jak fMRI czy MEG, co pozwala na uzyskanie bardziej kompleksowych danych na temat funkcji mózgu.
Wzrasta zainteresowanie również prostymi w użyciu czepkami EEG dla użytkowników domowych, które mogą być wykorzystywane do monitorowania zdrowia, śledzenia snu czy nawet medytacji. Ale to wymaga również rozwoju technologii EEG.
Czepki EEg używane są również podczas terapii EEG neuro biofeedback.
I kilka słów jeszcze….
Czepki EEG mogą nie kojarzyć się z modą, ale ich design ewoluował wraz z postępem technologicznym. Od czasów, gdy elektrody mocowano na głowie za pomocą sprężynowych „krokodylków”, po dzisiejsze silikonowe, automatyczne i bezprzewodowe rozwiązania – czepki te przeszły długą drogę.
Jakie czepki do badań EEG będziemy używać wkrótce? Czas pokaże, ale jedno jest pewne, będą one coraz bardziej zaawansowane technologicznie.