Electroencefalografía

El electroencefalógrafo es un aparato que mide la actividad eléctrica cerebral. Se puede usar para detectar alteraciones en el cerebro (tumores, pérdidas de memoria, enfermedades degenerativas, ...) o incluso para saber si un paciente está bien dormido durante la cirugía.

La señal puede ser de hasta 10 mV en registros directos sobre el cortex, o hasta los 100 mV si se toma sobre el cuero cabelludo. Su rango de frecuencias va de 0.5 a 300 Hz y se tiene la manía de separarlas en bandas:

  • Delta: 0.5 a 3.5 Hz
  • Theta: 4 a 7.5 Hz
  • Alfa: 8 a 13 Hz
  • Beta: 14 a 30 Hz
  • Gamma: 30 a 100 Hz

Dependiendo de la actividad de estas bandas se puede determinar si el paciente está despierto o durmiendo y en qué fase del sueño se encuentra

Es una de las cosas que se usan para determinar por ejemplo trastornos del sueño.

Por lo general un electroencefalógrafo va a tener las siguientes características:

  • 8 canales mínimo, lo típico son 21
  • Una impedancia de entrada mayor a 200 MΩ
  • CMRR > 100 dB
  • Ruido menor a 2 μVpp a la entrada
  • Filtros paso bajo seleccionables a 15, 30, 70 y 200 Hzx

Al final de la historia suelen tener 25 entradas unipolares, 6 diferenciales y 1 de ECG. Las diferenciales captan ruidos como EOG y EMG. Aunque también hay bestias de 192 canales para monitorizar cirujía para la epilepsia.

Los electrodos se distribuyen de una forma estándar, llamada 10-20, donde cada electrodo tiene una posición y un número concreto, muy útil para poder normalizar y comparar los niveles que se toman. Muchas veces van en un gorrito, aumentando la precisión.

El circuito básico, para 1 canal de 2 electrodos bipolares, no tiene mucho misterio, es un amplificador de instrumentación, con filtros y ganancia, y con un DRL (electrodo activo) igual que el del ECG, que en este caso se pone en la oreja.

Pero como necesitamos más canales, lo más común es meter la salida de muchos amplificadores a un mismo convertidor A/D, mediante multiplexores. Sobra ancho de banda para hacer eso. Ah, y por supuesto es necesario aislar el circuito del ordenador, ya se sabe, mediante optoacopladores o transmisiones digitales inalámbricas del tipo que sea.

Como el tema se ha quedado corto voy a añadir algunas cosas más.

Polisomnografía

Es una técnica de estudio en la que se toman registros de muchas señales bioeléctricas (EEG, EOG, EMG, ECG, SpO2, respiración, esfuerzo de respiración, ronquidos, posición corporal, temperatura y además se graba en vídeo). El objetivo es medir las distintas etapas del sueño, que por lo general son la No REM (Rapid Eye Movement) y la REM. Se conecta al paciente con multitud de cables y se deja ingresado una noche en observación. Los datos recogidos sirven para ver el nivel de descanso y diagnosticar trastornos del sueño.

Resultado de imagen de polisomnografia

Magnetoencefalografía

El objetivo de este campo es medir los campos magnéticos extracraneales producidos por la misma actividad eléctrica cerebral. Aunque sí se detectan dichos campos, su utilidad está todavía por determinar. Es algo muy caro, que requiere equipamiento muy preciso, una sala aislada de todo campo magnético, y aún así se captan muchos ruidos.

Potenciales evocados

Un potencial evocado es una respuesta siempre igual y siempre al mismo tiempo que aparece tras un estímulo determinado. Se dan para los distintos sentidos:

  • Visuales: para el estudio del nervio óptico. Se estimula visualmente con una técnica tipo Pattern Reversal, por ejemplo, un tablero de ajedrez de casillas blancas y negras, pues en un determinado momento se invierte el color de las casillas, o también con flashes. Con unos sensores en el cráneo se capta la señal P100, que se da a los 100 ms aproximadamente. Cuando se da una deformación o un retraso en la señal, puede deberse a una desmielinización de los axones, por ejemplo.
  • Auditivo: se estudia el nervio coclear, el tronco cerebral y la corteza auditiva. En este caso no se requiere la colaboración del paciente. Se hace sonar un click en unos auriculares, y se pueden obtener hasta 5 señales con sus respectivas latencias. También sirve para diagnosticar enfermedades, pero una de sus utilidades más curiosas es para determinar si un paciente está bien anestesiado.
  • Somestésico: sirve para determinar el estado de las vías sensitivas desde el punto de aplicación del estímulo hasta el tronco del encéfalo o el córtex. Se aplica un estímulo eléctrico repetido, y los sensores se pueden poner en cualquier punto de la trayectoria del estímulo. Sirve para detectar lesiones medulares, por ejemplo.
  • P300: se usa en caso de deterioros cognitivos, como pérdida de memoria, de orientación, cálculo o reconocimiento de objetos, para distinguir si su origen es orgánico (por ejemplo Alzheimer) o es un efecto secundario de una depresión. Se usa un estímulo muy similar al auditivo. Si la causa es orgánica la señal se deforma, pero si es secundaria se mantiene normal.

Resultado de imagen de evoked potentials

 

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