Het EEG meet hersenactiviteit. Dat kan nuttig zijn in klinische situaties, maar ook conceptueel interessant voor coassistenten. Het is de brug tussen basale fysiologie van de hersenen en neurologische functie.
Maar, een eerste keer naar een EEG kijken kan overweldigend zijn. Hoe kun je daar wijs uit worden? Het helpt dan te weten hoe een EEG gemaakt wordt en enkele veelvoorkomende normale patronen te kennen.
In deze e-learning leer je dat. Veel succes en plezier!
Ilse van Straaten en Kees Stam
Achtergrond bij EEG
Geschiedenis
EEG staat voor elektroencefalografie en is een methode om elektrische hersenactiviteit te meten.
Dit kan sinds 1929 toen de Duitse psychiater Hans Berger een manier had gevonden om met op het hoofd bevestigde elektroden reproduceerbare activiteit in beeld te brengen. Dat eerste EEG was van zijn eigen zoon en zag er zo uit:
Bron: Berger H. Uber das Elektrenkephalogramm des Menschen. Arch Psychiatr Nervenkr. 1929;87:527–70.
Funfact
Het was oorspronkelijk een poging van Berger om 'denken' in beeld te brengen.
In de decennia daaropvolgend is het EEG verder ontwikkeld tot een wijdverbreide onderzoeksmethode in de dagelijkse neurologische praktijk.
En tegenwoordig wordt het EEG gebruikt in wetenschappelijk onderzoek om 'denken' om te zetten in bepaalde acties, zoals het besturen van een computer. Dus lijkt het plan van Berger uiteindelijk te lukken.
Setup
Bij een EEG worden elektroden die de activiteit registreren meestal op de hoofdhuid bevestigd. (Meestal, en niet altijd, omdat er ook EEG's gemaakt worden met elektroden die binnen de schedel, op of in de hersenen, geplaatst zijn).
De elektroden detecteren kleine elektrische potentiaalverschillen die worden veroorzaakt door synaptische activiteit van neuronen in de nabijgelegen cortex.
In de figuur hieronder is een EEG opstelling te zien. De hoofdcomponenten zijn:
1. opnamestation met PC, monitor en toetsenbord (links)
2. de headbox (midden).
3. de elektroden op het hoofd van degene die het EEG ondergaat (rechts). Deze zijn in de headbox bevestigd.
Met gebruik van: Sam Ferrante @unslash en computerkiezen.nl
De posities op het hoofd en in de headbox zijn gestandaardiseerd, zodat het bekend is welk signaal van welk deel van het hoofd afkomstig is.
Dat werkt als volgt:
We volgen in onderstaand voorbeeld de groene elektrode rechts op het voorhoofd in de figuur hieronder. Deze elektrode wordt Fp2 genoemd naar de lokatie op het hoofd waar de elektrode is bevestigd: Fp verwijst naar de onderliggende hersen(sub)kwab (frontopolair) en 2 voor de lateralisatie: even is rechts, oneven is links. Deze Fp2 elektrode wordt in de headbox geplugd op de plek van Fp2 want ook de lokaties van de elektroden in de headbox is vastgelegd.
Het signaal wordt vervolgens gedigitaliseerd en verzonden naar de PC waar het zichtbaar gemaakt wordt op de monitor.
Op het scherm van de monitor is er een lijn voor elke elektrode die op het hoofd bevestigd is. Op elke lijn wordt de hersenactiviteit van één elektrode in de loop van de tijd weergegeven. De lijn voor Fp2 is in dit voorbeeld de tweede lijn van boven (in het groen).
Hieronder een ander voorbeeld: de paarse elektrode op het hoofd zit temporaal links, en wordt T3 (T voor temporaal, 3 = oneven = links):
Op het scherm is in dit voorbeeld T3 de vijfde lijn van boven (paars).
Dit systeem om elektroden te bevestigen en te benoemen staat bekend als het 10-20 systeem.
De hersengebieden zijn als volgt gecodeerd:
Fp = frontopolair
F = frontaal
T = temporaal
C = centraal
P = parietaal
O = occipitaal
Alle even getallen: rechter hersenhelft
Alle oneven getallen: linker hersenhelft
z staat voor 'zero': in de midline
Bovenaanzicht
Componenten op het scherm
Het hoofdbestanddeel van het EEG-scherm zijn de regels met de cerebrale activiteit.
Aan de linkerkant van het scherm wordt per lijn (ook wel 'kanaal' genoemd) weergegeven welke elektrode(n) hierop betrekking heeft(hebben). In het voorbeeld hieronder ingezoemd die linkerkant van het scherm:
Je ziet dat behalve de naam van de elektrode ook nog -AVG staat. Dat komt omdat de activiteit alleen maar als een potentiaalverschil tussen twee punten kan worden weergegeven. In bovenstaande voorbeeld is dat elke elektrode ten opzichte van het gemiddelde (average, AVG). Deze manier van EEG weergave heet: gemiddelde montage of -afleiding.
Je kunt ook het potentiaalverschil weergeven tussen twee afzonderlijke elektroden (bv O1 versus O2). Dat zal dan zo in de kantlijn staan: O1-O2. Als twee elektroden ten opzichte van elkaar worden weergegeven heet dat een bipolaire montage.
Ten slotte kan 1 elektrode ook worden weergegeven ten opzichte van het gemiddelde van een paar anderen, die vaak rondom deze elektrode zijn gelegen. Dit heet een source afleiding.
Dit resulteert in net wat andere signalen op het scherm, en dus kun je activiteit van het EEG op meerdere manieren bekijken. Als voorbeeld van de verschillen tussen de afleidingen zijn hieronder zijn drie afbeeldingen van hetzelfde stukje EEG te zien, maar met drie verschillende afleidingen.
normaal EEG in gemiddelde montage
normaal EEG in bipolaire montage
normaal EEG in source montage
Het alfa ritme en lambda
Nu zullen we een paar hersenritmes nader bekijken. De ritmes worden gekenmerkt door een frequentie en een amplitude. In het EEG is de tijd tussen twee vertikale strepen vaak 1 seconde. In onderstaand voorbeeld is dat ook het geval.
De cerebrale ritmes worden naar frequentie ingedeeld in groepen:
0.5 - 4 Hz (erg langzaam): delta activiteit
4-8 Hz (beetje langzaam): theta activiteit
8-13 Hz ("normaal", komen we straks op terug): alfa activiteit
13-35 Hz (snel): beta activiteit
35-70 Hz (erg snel): gamma activiteit
Deze indeling in frequentie van het ritme komt van pas bij het beoordelen of een EEG normaal is of niet.
In het EEG voorbeeld hierboven is er dus een stuk alfa activiteit te zien, want het was 10 Hz.
Op het EEG van een persoon in rust, met de ogen dicht, is alfa activiteit het normale patroon. Het is vaak het meest uitgesproken in de occipitale en parietale regio's en wordt daar ook ook wel het posterieur dominante ritme genoemd. Het is de 'stand-by' stand van de visuele cortex, en het alfa ritme verdwijnt bij het openen van de ogen (de visuele cortex is dan niet langer stand-by maar actief). Ook als iemand in slaap valt, verdwijnt het alfa ritme; de stand-by stand gaat over in de 'uit-stand'.
Het feit dat het alfa ritme verdwijnt bij ogen openen heet reactiviteit. Een normaal EEG is reactief, dus als het alfa ritme doorgaat bij ogen openen is dit mogelijk een teken dat er iets niet goed is (verminderd reactief).
Het posterieur dominante ritme is bij de geboorte nog niet aanwezig, dan is het voornamelijk nog trager. In de loop van het eerste jaar ontwikkelt het ritme zich naar ongeveer 6 Hz, en op 3-jarige leeftijd heeft in de meeste gevallen het ritme de 8 Hz bereikt. Zo kun je het EEG ook gebruiken om de ontwikkeling van de hersenen te beoordelen.
Als iemand kijkt en dus de ogen open heeft, kun je dat in het EEG zien.
Bij iemand die kijkt kun je op de occipitale kanalen, O1 en O2, specifieke golfvormen zien: lambda golven. Het zijn driehoekjes, in de source en gemeenschappelijke refentie afleiding met de punt naar beneden. Bij volwassenen zijn ze meestal klein, bij kinderen kunnen ze veel groter zijn.
Hieronder een voorbeeld van de lambda golven.
Ter verduidelijking zijn hieronder enkele lambda golven omcirkeld. Ze kunnen subtiel zijn.
En hier nog ingezoomd op O1 en O2:
Het mu-ritme
Er is in de rusttoestand ook alfa activiteit op andere plaatsen dan boven de visuele gebieden te zien. De motor- en sensibele cortex gebieden genereren ook een alfa ritme. Dit wordt het mu-ritme genoemd. Het is niets meer dan een alfa ritme boven deze cortexgebieden. Omdat deze gebieden rondom de centrale sulcus liggen, is dit ritme te zien op C3, C4 en Cz. Het heeft vaak een iets andere vorm dan het alfa ritme posterieur: het is steiler, wat kamvormig en vaak is het ook iets sneller. Net zoals het posterieure ritme is het mu ritme ook reactief doordat het verdwijnt als de ondergelegen cortex wordt geactiveerd.
Beta activiteit
Beta activiteit is snelle activiteit, tussen 13 en 35 Hz. Het was het eerst beschreven door Hans Berger, toen hij, naast het posterieur dominante ritme dat hij alfa noemde, deze activiteit zag.
Beta activiteit komt veel voor in het EEG van een wakkere persoon, vooral in de gebieden centraal, frontaal en temporaal. Het is vaak laag van amplitude, en daarom het beste zichtbaar als iemand de ogen open heeft, zodat het hoger gevolteerde alfa ritme niets maskeert.
Beta activiteit kan toenemen bij mentale activiteit en door bepaalde medicijnen, zoals benzodiazepinen.
In de figuur hieronder is veel beta activiteit te zien door medicatie. Deze is net iets meer dan 13 Hz.
EEG in slaap
Slaap - Introductie
Slaap wordt gekenmerkt door verschillende slaapstadia:
REM (Rapid Eye Movement) slaap
non-REM slaap, bestaande uit NREM stadium 1 tot en met 3
Het EEG is bij uitstek de methode om deze slaapstadia in beeld te brengen. Elk slaapstadium heeft eigen EEG kenmerken.
Doezelen
Doezelen kun je op twee manieren in het EEG zien:
1. Het posterieur dominante ritme vertraagt en komt dan vaak in de theta band (frequentie range 4-8 Hz) terecht.
2. Er zijn langzame horizontale oogbewegingen in het EEG te zien.
In het EEG hierboven is de vertraging bij doezelen te zien. Bij de blauwe pijl is de frequentie van het ritme op O1 10 Hz. Er zijn hulpmiddelen om dit weer te geven, zoals het frequentie spectrum in het kader erboven. De piek bij 10 Hz in deze figuur betekent dat een groot deel van het signaal in het rode kader een frequentie heeft van 10 Hz. Bij de groene pijl zie je op het oog dat het ritme iets onregelmatiger wordt, en ook iets trager. Het frequentie spectrum toont dit ook: 6.3 Hz.
Horizontale oogbewegingen zijn in het EEG te zien op de kanalen F8 en F7, die ter hoogte van beide slapen worden geplaatst, niet ver van de ogen.
Als de ogen naar rechts gaan, gaat het signaal op kanaal F8 omlaag en tegelijkertijd op F7 omhoog. Als de ogen naar links gaan, gaat het signaal op kanaal F8 omhoog en op F7 omlaag. Dat komt omdat de retina elektrisch geladen zijn en bij beweging van deze lading dit te zien is op elektroden in de buurt. Doezelen wordt gekenmerkt door langzame horizontale oogbewegingen en dus signalen op elektroden F7 en F8 die langzaam van elkaar af en naar elkaar toe bewegen.
Er worden vaak ook elektroden geplaatst vlak naast de ogen, die nog beter de oogbewegingen registreren: EOG, ofwel elektro-oculogram. Deze elektroden zijn nuttig bij slaaponderzoek.
NREM 1
Non-REM 1 is het eerste slaapstadium, en ook het lichtste. Het wordt gekenmerkt door het wegvallen van het posterieur dominante ritme en daarvoor in de plaats het verschijnen van langzamere activiteit.
Daarnaast ontstaan vaak de volgende kenmerkende EEG vormen.
1. POSTS, positive occipital sharp transients in sleep. Het zijn een soort driehoeken met de punt naar beneden (in de gemiddelde en source afleidingen) op de occipitale kanalen (O1 en O2). De vorm lijkt op de lambda-golven, maar dan in andere toestand dan actief kijkend (licht slapend, ogen dicht).
2. Vertexgolven: Op de centrale kanalen (vooral op kanaal Cz) wat grotere, soms scherpe, golven die boven de basislijn uitsteken.
Op de afbeelding hieronder zie je hoe het posterieur dominante ritme verdwijnt na 4 seconden. Dat is het moment waarop NREM1 begint.
Hieronder zijn enkele POSTS te zien. (Let op, de volgorde van de kanalen is hier anders, O2 en O1 niet meer onderin het beeld).
Op de afbeelding hieronder zie je op kanaal Cz een paar vertexgolven.
NREM 2
In slaapstadium NREM 2 komen er nog steeds vertexgolven en POSTS voor, maar er komen ook twee fenomenen voor die je alleen in NREM 2 kunt zien:
1. Slaapspoeltjes. Dit zijn korte reeksen beta activiteit rond de 14 Hz (range 12-16 Hz). Ze zijn te zien op meerdere, soms alle, kanalen tegelijk.
2. K complexen. Dat zijn scherpe golven die eerst omhoog gaan (in de meeste afleidingen) en dan onder de basislijn uitkomen, ze zijn meestal het duidelijkst te zien op de frontale elektroden. Vaak worden ze gevolgd door een slaapspoeltje waardoor ze opvallen van de achtergrond.
De slaapspoeltjes zijn hieronder nogmaals aangegeven.
Dat betekent dus dat dit stuk EEG gemaakt is tijdens NREM2.
De K-complexen zijn opvallende verschijningen:
Als je goed kijkt zie je de scherpe golf, vooral op de frontale kanalen, gevolgd door een slaapspoeltje.
Diepe slaap
Slaapstadium NREM 3 wordt vaak aangeduid met diepe slaap of 'slow wave sleep'. Het EEG wordt gekenmerkt door veel trage activiteit in de delta-band (0.5 - 4 Hz) en ziet er zo uit:
REM
De REM slaap is de periode van dromen. Hierbij treedt atonie van de skeletspieren op, zodat men de dromen niet gaat uitvoeren. Maar de ogen bewegen nog wel. In het EEG kunnen deze oogbewegingen worden gezien en de hersenactiviteit in het EEG lijkt op de activiteit van die in waak. Maar behalve de oogspieren is er geen spieractiviteit in het EEG te zien.
Funfact
Tijdens REM slaap wordt informatie die overdag geleerd is herhaald. Zorg dus voor een goede nachtrust na deze e-learning!
Hypnogram
De slaapstadia komen niet random voor tijdens de nacht. Bij normale slaap zit er een duidelijke structuur in het slaappatroon van opeenvolgende slaapstadia.
Bij mensen met slaapstoornissen kan dit patroon verstoord raken op verschillende manieren. Met een langere EEG registratie tijdens een gehele nacht kan dit onderzocht worden.
Naast elektroden op het hoofd, ECG en voor de ademhaling worden dan vaak ook elektroden op een aantal spieren, bijvoorbeeld op de benen, bevestigd. En de luchtbeweging bij de neus kan worden gemonitord. Dit onderzoek heet polysomnografie. Het resultaat van het EEG kan worden weergegeven in een grafiek die hypnogram wordt genoemd. Hierin zijn de duur en tijd van de slaapstadia in de meting gescoord en daarna goed te beoordelen. Hieronder zie je een voorbeeld van een hypnogram.
Op de x-as staat de tijd, op de y-as de verschillende slaapstadia. De cyclische opeenvolging van ondiepe (NREM 1 en 2), diepe (NREM 3) en REM slaap is hier te zien. In een nacht komen de stadia meerdere keren voor.
In bovenstaand hypnogram is het eerste deel van de nacht gevuld met vooral NREM-slaap en komen de perioden met REM meer voor in het tweede deel van de nacht. Dit patroon is kenmerkend voor normaleslaap.
De periodes met diepe slaap zijn belangrijk om uitgerust te raken. En zoals eerder gezegd is REM slaap erg belangrijk voor het verwerken van informatie die overdag is opgedaan. Daarom is het belangrijk om voldoende lang te slapen, zodat er voldoende periodes REM slaap kunnen worden doorgemaakt.
Wat lang genoeg is, verschilt per persoon. Gemiddeld is dit 7-9 uur per nacht, maar alles tussen 5 en 10 uur komt voor.
Samenvatting
Nu weet je meer van de basis van het EEG.
Samengevat:
Met elektroden op het hoofd en een EEG systeem kun je hersenactiviteit in beeld brengen van verschillende plekken op het hoofd die een gestandaardiseerde naam hebben.
Normale hersenactiviteit bestaat onder anderen uit
het alfa-ritme: 8-13 Hz in de kanalen occipitaal en parietaal bij gesloten ogen
het mu-ritme: 8-13 Hz in de centrale kanalen
lambda golven occipitaal bij kijken
Alle slaapstadia zijn in het EEG te herkennen, en zo is het slaappatroon te beoordelen.
Houd ook het nieuws in de gaten: onderzoek maakt het gebruik van het EEG om gedachten om te zetten in beweging of besturing van apparaten steeds beter mogelijk (brain computer interfaces). Nu je weet hoe gedragingen (zoals het openen van de ogen) de EEG patronen kunnen veranderen, kun je je iets voorstellen bij hoe dit kan.
Het arrangement EEG voor coassistenten deel 1 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Ilse van Straaten
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2022-02-28 12:08:34
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Op de x-as staat de tijd, op de y-as de verschillende slaapstadia. De cyclische opeenvolging van ondiepe (NREM 1 en 2), diepe (NREM 3) en REM slaap is hier te zien. In een nacht komen de stadia meerdere keren voor.
