EMSA Equipamentos Mdicos Guia de EEG Quantitativo e Mapeamento Cerebral

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EEGQ e MAPEAMENTO CEREBRAL

Este manual meramente informativo sobre o mdulo de EEG Quantitativo Mapeamento Cerebral do programa de EEG Digital, no sendo uma fonte de consulta para interpretao de mapeamento cerebral.

Um sinal eltrico qualquer, e em particular um sinal de EEG, pode ser entendido como a combinao (composio) de uma srie de ondas senoidais (senides) chamadas componentes espectrais do sinal. Cada componente caracterizada por 3 parmetros (Frequncia, Amplitude e Fase). A combinao adequada de um conjunto de senides pode reproduzir qualquer sinal por um perodo finito de tempo.

Existe um mtodo matemtico (a Transformada de Fourier) que permite encontrar as

componentes espectrais de um sinal registrado, ou seja: decompor o sinal nas senides que combinadas resultariam no prprio sinal. e diversos algoritmos foram desenvolvidos para implementar o uso do mtodo em sinais digitalizados (amostrados intervalos constantes de tempo). O algoritmo mais usado a Transformada Discreta de Fourier (Discrete Fourier Transform ou DFT) ou sua variante de alto desempenho, a Transformada Rpida de Fourier (Fast Fourier Transform - FFT).

Uma forma de exibir as amplitudes de um conjunto de componentes espectrais atravs de um grfico cartesiano, aonde o eixo horizontal representa freqncias, e o eixo vertical representa as amplitudes de cada componente.

Antes de comearmos a falar sobre as telas do sistema, vamos fazer uma breve explicao sobre os parmetros usados no mapeamento cerebral.

Parmetros de Amplitudes

Tipos de Amplitudes

As amplitudes so dividas em dois tipos, a Amplitude Absoluta e a Amplitude Relativa, veremos agora o que significa cada uma delas: Amplitude Absoluta o somatrio dos valores das amplitudes de um conjunto de componentes espectrais dentro de uma determinada banda de freqncia (por exemplo, as bandas clssicas da EEEGrafia so: Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3), esse resultado apresentado em micro volts (V). Amplitude Relativa - o resultado da diviso do valor da amplitude absoluta de uma banda pelo valor da soma das amplitudes de todas as bandas. Esse valor apresentado em porcentagem (%). Segue abaixo um exemplo:

Amplitude Absoluta de uma banda X = 190 V Amplitude Absoluta de todas as bandas = 760 V Calculo: 190 V / 760 V = 0,18 ou 18 %

Ento teremos uma amplitude relativa de 18 %.

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Parmetros de Frequncia

claro que se um sinal de EEG for predominantemente lento (presena de muitas ondas Delta e Theta, por exemplo), as componentes com maior amplitude tero freqncias abaixo de 8 Hz. Caso o sinal de EEG seja predominantemente Alfa, componentes com freqncia entre 8 e 13 Hz tero as maiores amplitudes, e assim por diante.

Grafo elementos complexos, costumam ser adequadamente representados pela combinao de componentes espectrais de diversas bandas de freqncia. Frequncia Dominante a frequncia cuja componente tem a maior amplitude dentro de uma determinada banda de frequncias. Frequncia Baricntrica a Frequncia Mediana. Ou seja : se dividirmos o grfico cartesiano em 2 partes, a rea da parte que representa as componentes mais lentas, ser igual a rea que representa as componentes mais rpidas.

Faixas de Frequncias

O algoritmo FFT, como qualquer algoritmo computacional, no capaz de calcular um nmero infinito de componentes espectrais (por exemplo 1 Hz e 1,11 Hz e 1,11345 Hz e assim por diante). O que o algoritmo fornece, um conjunto finito de valores, cada um representando uma pequena banda de freqncias. Para se ter uma idia de como a largura (em Hz naturalmente) dessas bandas calculada, a frmula : Tempo do trecho / Qtd de pontos amostrados no trecho (por exemplo, um caso clssico o uso de trechos com 2 segundos de durao e com 512 amostras no trecho, resultando em uma largura de banda de 0,00390625 Hz)

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Muitas vezes interesse do mdico saber se a predominncia de atividade em uma dessas pequenas bandas de frequncia (comum mente chamadas de faixas estreitas ou raias espectrais). Outras vezes, interessa uma viso mais resumida dos dados calculados, agrupando diversas bandas consecutivas em bandas mais largas.:

Para facilitar seu uso, o sistema j vem com alguns conjuntos de faixas pr-determinados, conforme abaixo: Conjunto de Faixas Clssicas Trechos de frequncias de EEG correspondentes a uma banda de freqncia (Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3); Conjunto de Faixas Mdias Trechos de frequncias de EEG correspondentes a aproximadamente 1 Hz; Conjunto de Faixas Estreitas Trechos de frequncias de EEG correspondentes a 0,00390625 Hz. Permite o mximo detalhamento de quais freqncias compe o sinal; Conjunto Faixa Integral a faixa total de frequncia usada no EEG. Deve ser usado para o clculo dos parmetros Freqncia Dominante e Freqncia Baricntrica

Telas

O programa realiza clculos matemticos, tais como a Transformada de Fourier FFT, utilizando as pocas selecionadas (trechos de EEG), e depois utilizando os resultados obtidos o programa exibe esses resultados atravs de vrios tipos de telas existentes. Veremos os principais tipos de mapas abaixo:

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Arranjo Espectral - Grficos de linha que mostram amplitude dos conjuntos de faixas de freqncias, correspondentes as bandas de freqncias Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3. Cada banda de frequncia (Delta, Theta,....) identificado atravs de uma cor em um segmento da mesma linha do grfico.

Na figura acima podemos perceber que existem vrios grficos e ao lado de cada grfico a nomenclatura de cada canal de EEG, isso significa que, o programa exibe a amplitude de cada banda de frequncia (Delta, Theta,....) encontrada nos respectivos canais.

Tambm podemos perceber que cada grfico possui vrias linhas, isso porque cada linha do grfico representa uma seleo do traado (uma poca), por exemplo, se houver 8 selees no traado (pocas), apareceram 8 linhas em cada grfico. OBS: A cor de cada linha muda conforme a faixa clssica qual a componente espectral pertence.

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Espectro Mdio Grficos de linha que mostram mdia aritmtica das curvas do grfico anterior.

Na figura acima podemos perceber que existem vrios grficos e ao lado de cada grfico a nomenclatura de cada canal de EEG, isso significa que, o programa exibe a mdia aritmtica da amplitude de cada tipo de onda (Delta, Theta,....) encontrada nos respectivos canais.

Ao contrrio do Arranjo Espectral podemos perceber que cada grfico possui apenas uma linha, isso quer dizer que, o programa com base nos dados coletados nas selees do traado (pocas), realizou um calculo de mdia aritmtica e exibiu esse resultado em apenas uma linha como mostra a figura acima, esses dados so a mdia aritmtica das amplitudes de cada tipo de onda (Delta, Theta,....).

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Histogramas Grficos de barra que mostram o somatrio das amplitudes dos conjuntos de faixas de freqncias correspondentes as bandas de freqncias Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3, das selees feitas no traado (pocas), cada tipo de onda (Delta, Theta,....) identificado atravs de uma barra de colorida.

Na figura acima podemos perceber que existem vrios grficos e ao lado de cada grfico a nomenclatura de cada canal de EEG, isso significa que, o programa exibe o somatrio das amplitudes de cada tipo de onda (Delta, Theta,....) encontrada nos respectivos canais. OBS: A altura das linhas exibidas nos grficos referente amplitude das ondas (Delta, Theta,....) encontradas nas selees do traado (pocas).

Podemos observar que a figura acima exibe um grfico de barras para cada canal, isto , o programa exibe a amplitude das bandas de frequncias encontradas em seus respectivos canais.

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Mapas de Faixas Clssicas Grficos em forma de desenhos de crebro ou escalpo que mostram o somatrio das amplitudes dos conjuntos de faixas de freqncias correspondentes as bandas de frequncia Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3, das selees feitas no traado (pocas).

Na figura acima existem vrios desenhos de crebros e que cada crebro possui o nome de uma banda de frequncia (Delta, Theta,....), isso quer dizer que, as amplitudes de cada onda (Delta, Theta,....) representada em um desenho independente.

Como podemos observar na figura acima as amplitudes das ondas (Delta, Theta,....) so distribudas no desenho de acordo com cada ponto do crebro (Padro internacional de colocao de eletrodos 10-20), por exemplo, quanto mais vermelho, maior a amplitude das ondas (Delta, Theta,....) no ponto.

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Mapas de Faixas Estreitas Grficos em forma de desenhos de crebro ou escalpo que mostram s amplitudes dos conjuntos de faixas de freqncias correspondentes as bandas de frequncia Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3, das selees feitas no traado (pocas), em pequenos trechos de frequncia.

Diferente do mapa de faixas clssicas descrito acima, o mapa de faixas estreitas exibe vrios desenhos de crebros e cada crebro pequeno mostra a amplitude de uma largura de faixa de frequncia que indicada abaixo de cada figura, independente de ondas (Delta, Theta,....).

Nesse mesmo mapa verificamos que na parte de baixo so exibidos mapas maiores divididos por ondas (Delta, Theta,....), esses mapas so os mapas de faixas clssicas.

Da mesma forma que o mapa de faixas clssicas o mapa de faixas estreitas tambm exibe as amplitudes distribudas de acordo com o padro internacional de colocao de eletrodos 10-20.

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Mapas de Coerncia Grficos em forma de desenhos de crebro ou escalpo que mostram a simetria das amplitudes dos conjuntos de faixas de freqncias correspondentes s bandas de frequncia Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3, das selees feitas no traado (pocas).

Os mapas de coerncia so divididos em trs tipos de faixa:

Faixas Clssicas Exibem a simetria dos conjuntos de faixas de freqncias correspondentes s bandas de frequncia Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3.

A escala apresentada ao lado dos mapas no representa amplitude de onda (Delta, Theta,....), e sim uma faixa de coerncia entre os pontos respectivos do crebro (eletrodos F3, F4,.....)

Quanto mais azul (mais prximo de zero) for o ponto (eletrodos F3, F4,.....) maior a coerncia entre eles.

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Faixas Mdias Exibem a simetria de trechos de frequncia de onda independente dos conjuntos de faixas de freqncias correspondentes s bandas de frequncia Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3.

A escala apresentada ao lado dos mapas no representa amplitude de uma largura de faixa de frequncia que indicada abaixo de cada figura, e sim uma faixa de coerncia entre os pontos respectivos do crebro (eletrodos F3, F4,.....).

Quanto mais azul (mais prximo de zero) for o ponto (eletrodos F3, F4,.....) maior a coerncia entre eles.

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Faixa Integral Exibe a simetria

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Mapas de Frequncia Baricntrica Grficos em forma de desenhos de crebro ou escalpo que mostram a frequncia baricntrica de duas formas:

Integral Apresenta a frequncia baricntrica relativa a faixa total de frequncias de EEG.

Relativa Apresenta as frequncias baricntricas relativas aos conjuntos de faixas de freqncias correspondentes s bandas de frequncias Delta, Theta, Alfa, Beta 1, Beta 2 e Beta 3, das selees feitas no traado (pocas).

Podemos observar tambm na parte inferior da tela temos trs grficos de espectro mdio de amplitude absoluta de cada uma das selees feitas.