Elettroencefalogramma Dinamico 24 Ore: Guida Completa alla Preparazione e Interpretazione Facile

L’elettroencefalografia (EEG) corrisponde a una rappresentazione grafica delle variazioni spaziali e temporali dei campi elettrici registrati sulla superficie del cranio. Il segnale EEG, generato dai neuroni posti sulla superficie corticale, rappresenta le fluttuazioni spontanee dei potenziali di membrana a livello delle sinapsi cerebrali. L’EEG permette di valutare l’attività elettrica cerebrale, spontanea o evocata, in condizioni di normalità e in situazioni patologiche.

Esistono diversi tipi di registrazione EEG che vengono utilizzati a seconda delle specifiche situazioni. L’analisi dell’EEG permette di riconoscere determinati ritmi cerebrali (alfa, beta, theta e delta) e diversi pattern tipici, nel soggetto normale, della veglia e del sonno. Nell’ambito delle patologie neurologiche, l’EEG è utile nello studio dell’epilessia e dei disturbi della coscienza, nelle encefalopatie di varia natura, nei disturbi del sonno e, infine, nell’accertamento della morte cerebrale.

Fondamenti dell'Elettroencefalografia

L’EEG nell’uomo venne descritto per la prima volta nel 1929 dallo psichiatra austriaco Hans Berger, il quale scoprì che vi era una differenza di potenziale elettrico tra due elettrodi posti sul cuoio capelluto. Negli anni successivi molti studi hanno approfondito e sviluppato le varie tecniche EEG e le loro molteplici applicazioni nelle attività cliniche e nella ricerca. Il tessuto cerebrale ha intrinseche capacità di generare attività elettrica.

Già negli anni 1940-50 numerosi studi identificarono il ruolo delle fluttuazioni spontanee dei potenziali di membrana delle cellule cerebrali nella genesi del segnale EEG. In questi studi venne infatti dimostrato che le onde EEG erano generate dall’attività dei neuroni (più specificamente, dei loro dendriti apicali) posti sulla superficie della corteccia. La corteccia cerebrale è composta da 6 strati, costituiti da elementi nervosi organizzati secondo una struttura colonnare disposta in verticale; le cellule piramidali degli strati III e V, orientate perpendicolarmente alla superficie corticale, risultano particolarmente importanti nella genesi del segnale EEG.

Tali cellule nervose, non diversamente da altre, stabiliscono connessioni interneuronali attraverso le sinapsi (costituite da un terminale presinaptico e un terminale postsinaptico). A tale livello si organizza il ‘contatto’ tra i neuroni che permette la comunicazione cellulare, ossia il passaggio dell’informazione da una cellula all’altra attraverso un impulso elettrico o chimico. Nella trasmissione del segnale a livello della sinapsi, l’onda di depolarizzazione, che dal terminale presinaptico passa al terminale postsinaptico, genera in quest’ultimo i cosidetti potenziali postsinaptici (PSPs, dall’ingl. Post- Synaptic Potentials) che possono essere sia di tipo eccitatorio sia di tipo inibitorio.

Gli effetti eccitatori determinano, a livello della membrana postsinaptica, una variazione di potenziale di membrana consistente in una depolarizzazione definita potenziale postsinaptico eccitatorio (EPSP, dall’ingl. Excitatory Post-Synaptic Potential). Altre sinapsi hanno effetti inibitori e inducono, a livello postsinaptico, un’iperpolarizzazione della membrana definita potenziale postsinaptico inibitorio (IPSP, Inhibitory Post- Synaptic Potential). Entrambi i tipi di potenziale postsinaptico sono caratterizzati da modificazioni dei flussi ionici a livello intra- ed extracellulare che avvengono con un precisa direzionalità: principalmente ingresso di Na+ dallo spazio extracellulare all’interno della cellula nell’EPSP, uscita di K+ in direzione inversa con concomitante ingresso di Cl− nell’IPSP.

Gli spostamenti delle cariche ioniche causati da EPSP o da IPSP generano i potenziali extracellulari, i Local Field Potentials (LFPs), che sono l’essenza del segnale EEG registrato dallo scalpo. Tali potenziali, infatti, pur essendo di ampiezza decisamente minore rispetto al potenziale d’azione (ampio ma molto breve: 1 ms o meno), hanno una durata maggiore (15÷20 ms) e presuppongono un flusso di correnti più ampio che interessa superfici più estese. Il segnale generato dagli LFPs non riflette unicamente l’attività dei neuroni ma contempla un contributo anche delle cellule gliali che, venendo a depolarizzarsi con la fuoriuscita di K+ nello spazio extracellulare, partecipano all’amplificazione degli stessi LFPs.

Il segnale EEG registrato in superficie risente della localizzazione dei generatori (sorgente) e di un dipolo elettrico, che a sua volta dipende dalla direzionalità dei flussi ionici. Il dipolo esprime l’unità di misura della carica generata ed è costituito da una sorgente (source, a carica +) e da uno scarico (sink, a carica -) con valore di potenziale uguale a zero nel punto equidistante dai due poli. Il flusso di cariche si sposta dal polo positivo (posto negli strati profondi) a quello negativo (posto negli strati superficiali). La specifica anatomia della superficie corticale determina una certa variabilità dell’orientamento del dipolo: questo può infatti essere verticale (o radiale) se orientato in modo perpendicolare alla superficie corticale, orizzontale (o tangenziale) se localizzato in un solco o una scissura interemisferica, o obliquo. A seconda dell’orientamento del dipolo, il potenziale registrato dallo scalpo potrà avere un’espressione diversa.

Chiaramente il segnale EEG rappresenta un ‘surrogato’ delle complesse situazioni alla base della generazione dell’attività elettrica cerebrale. Infatti troppi fattori (interazione tra sottotipi cellulari, complessa anatomia corticale, interazione con strutture sottocorticali, conduttività elettrica dipendente dai vari strati dall’encefalo allo scalpo) condizionano l’attività EEG e ne rendono difficile la teorizzazione. Inoltre, per quanto la corteccia cerebrale sia in grado di generare intrinsecamente attività elettrica cerebrale, esiste un importante contributo da parte delle strutture sottocorticali, e in partic.

Ritmi Cerebrali

Il ritmo di base, il cosiddetto ritmo alfa, è evidente in un soggetto a occhi chiusi in condizioni di veglia a riposo ed è tipicamente meglio rappresentato sulle regioni posteriori dello scalpo. Tale ritmo (di ampiezza media di 40÷50 μV) viene solitamente distinto, sulla base della frequenza, in alfa lento (8÷9 Hz), alfa intermedio (9÷11,5 Hz) e alfa rapido (11,5÷13 Hz). È caratterizzato da una tipica reattività all’apertura degli occhi, in concomitanza della quale l’attività alfa tende a una pronta scomparsa ed è sostituita da un ritmo più rapido di bassa ampiezza (di tipo beta).

Come già detto, il ritmo alfa (8÷13 Hz) è caratteristico dello stato di veglia a riposo, mentre non è riconoscibile nel sonno (fatta eccezione per lo stadio REM, Rapid Eyes Movements). Nel caso di un’attività mentale più impegnativa, il ritmo alfa tende a essere sostituito dal ritmo beta. Sempre sulla base della frequenza, anche quest’ultimo ritmo (dall’ampiezza di circa 10÷15 μV) è distinto in beta lento (13,5÷18 Hz) e beta rapido (18,5÷30 Hz). I ritmi beta sono espressi prevalentemente nel soggetto a occhi aperti, negli stati di allerta o di particolare impegno mentale e nel sonno REM.

Il ritmo theta, tipicamente descritto da onde a frequenza variabile da 4 a 7,5 Hz, di ampiezza media di 100 μV, è caratteristico del neonato e può rappresentare tensioni emotive o altre più rare condizioni fisiologiche; si può distinguere in theta lento (4÷6 Hz) e theta rapido (6÷7,5 Hz). Il ritmo delta è costituito da un’attività di frequenza inferiore a 4 Hz, di ampiezza media di circa 150 μV. In condizioni fisiologiche, non è riconoscibile nello stato di veglia dell’età adulta, mentre è caratteristico del sonno non-REM (sonno a onde lente).

Tecniche di Montaggio e Registrazione

L’EEG standard viene registrato dallo scalpo. I componenti essenziali sono costituiti da elettrodi, sistemi di amplificazione e di riproduzione del segnale. Esistono diversi tipi di elettrodi (fissati sullo scalpo, fissati mediante una cuffia e ad ago ipodermici). Gli studi EEG sono multicanale e ciascun canale è collegato a due elettrodi. Esistono due tipi di registrazione: bipolare e monopolare.

L’EEG può essere eseguito in veglia o in sonno. Durante la registrazione vengono valutate l’attività spontanea ed eventuali alterazioni facilitate o evocate da specifiche prove di attivazione. Le più importanti sono l’iperventilazione o iperpnea (respiro profondo che, protratto per 5 minuti circa, produce un’alcalosi respiratoria con aumento dell’anidride carbonica e vasocostrizione cerebrale) e la stimolazione luminosa intermittente (effettuata con una lampada emettente un flash ritmico a frequenza modulabile, capace di indurre una risposta patologica, detta fotoparossistica, in alcune condizioni - frequentemente epilettiche ma non solo - di fotosensibilità).

Valutazione e Interpretazione dell’EEG

Nella valutazione dell’EEG si considerano diversi parametri tra cui frequenza, ampiezza, morfologia, topografia, polarità e reattività. È necessario valutare se le attività sono reazioni agli stimoli ambientali, se sono simmetriche o asimmetriche, sincrone o asincrone, regolari o irregolari; è anche importante descriverne la morfologia e la localizzazione. Durante la veglia, l’EEG si alterna fondamentalmente tra due pattern: un pattern detto di attivazione, tipico della veglia a occhi aperti e in stato di attenzione, caratterizzato da onde di bassa ampiezza e alta frequenza; e un secondo pattern, detto attività alfa, tipico della veglia a riposo e a occhi chiusi, caratterizzato appunto dalla presenza del ritmo alfa. L’indagine EEG standard è caratterizzata da un discreto grado di sensibilità, ma da una bassa specificità.

Pur con questi limiti tale valutazione, se correlata con i dati clinici, risulta utile, oltre che nell’epilessia e nei disturbi del sonno, negli stati confusionali, nel coma, e fornisce informazioni sul piano diagnostico in pazienti con encefaliti ed encefalopatie. L’EEG permette di ottenere dati sul grado di disfunzione cerebrale ed è utile nella diagnosi differenziale con disturbi su base psicogena.

Applicazioni Cliniche dell'EEG

L’EEG può supportare la diagnosi di epilessia, classificare il tipo di crisi, localizzare l’area epilettogena (in partic., nei candidati all’intervento chirurgico), quantificare le attività patologiche (critiche e intercritiche), supportare la decisione di una eventuale riduzione o sospensione della terapia e definire la diagnosi differenziale in caso di fenomeni parossistici di natura non epilettica.

Nel caso di un sospetto clinico fondato, l’EEG riveste particolare importanza poiché può confermare l’ipotesi diagnostica di epilessia e orientare verso una prima strategica distinzione tra forme parziali o focali e forme generalizzate (contribuendo quindi alla classificazione sindromica dell’epilessia): infatti, le anomalie intercritiche (ossia quelle che si osservano nei periodi al di fuori delle crisi) possono essere focali - costituite prevalentemente da punte, punte lente (sharp waves) e punte-onde localizzate in una specifica regione - o generalizzate, costituite prevalentemente da punte-onde e polipunte-onde distribuite in maniera bilaterale. Nei soggetti con epilessia, oltre alle anomalie intercritiche, possono essere registrate attività critiche che costituiscono l’equivalente elettrico delle crisi epilettiche.

Patologie Tossiche e Metaboliche

Nelle encefalopatie vi è una buona correlazione fra alterazioni EEG e gravità della sintomatologia clinica. Nelle fasi iniziali, in concomitanza di turbe cognitive e comportamentali, si ha un rallentamento dei ritmi posteriori, con graduale riduzione dell’attività alfa, sostituita da quella theta, che tende a diffondere su tutto l’ambito encefalico. Negli stadi intermedi compaiono sequenze di onde lente (delta), più evidenti sui settori anteriori, talora con pattern alternante, caratterizzato da attività irregolare (alfa/theta) di bassa ampiezza, che si alterna con attività lente (delta/ theta) di ampiezza elevata.

Nelle encefalopatie gravi, con alterazioni della coscienza (stupor e coma) l’attività di fondo è costituita da onde delta di ampiezza elevata, e quindi si manifesta una depressione diffusa, talora interrotta da scariche (bursts) di onde delta e theta oppure di anomalie specifiche a tipo punta e onda puntuta.

Patologie Infettive e Infiammatorie

I reperti EEG nel corso di patologie infettive a carico del sistema nervoso centrale (meningiti, meningoencefaliti, ascessi ecc.) non sono generalmente diversi da quelli osservati nelle altre encefalopatie. Va comunque evidenziato che alcune di tali condizioni morbose possono presentare pattern caratteristici: onde puntute e punte focali ben localizzate in sede temporale, come nel caso dell’encefalite da herpes virus (scariche epilettiformi periodiche lateralizzate, in sigla PLEDs, dall’ingl.

Patologie Degenerative

In linea generale, nelle demenze degenerative, l’EEG mostra un progressivo rallentamento della frequenza del ritmo alfa e la maggior presenza d’attività theta e delta, in assenza tuttavia di pattern caratteristici di una specifica patologia. Diversi studi hanno evidenziato una correlazione tra deterioramento cognitivo e diversi parametri EEG per i pazienti affetti da demenza. L’EEG quantitativo può essere un ausilio nella conferma della diagnosi di demenza di tipo Alzheimer, ma la sua validità nel processo diagnostico differenziale è piuttosto limitata.

Patologie Cerebro-Vascolari

Benché lo studio EEG non sia indagine di uso routinario nelle patologie cerebrovascolari, esso può essere indispensabile in presenza di determinati elementi clinici. Le alterazioni dei tracciati EEG in corso di patologie cerebrovascolari variano in rapporto a sede ed entità della lesione cerebrale, indipendentemente dalla sua natura. L’interruzione totale del flusso ematico in una determinata zona cerebrale induce modificazioni dell’attività EEG.

Disturbi del Sonno

Il contributo dell’EEG, e in partic. di alcune specifiche tecniche (test di latenza multipla del sonno e polisonnografia), e fondamentale nella definizione dei molteplici disturbi del sonno (sempre più numerosi secondo le ultime classificazioni). In sintesi, questi possono essere classificati in quattro principali categorie: disturbi del ritmo circadiano sonno-veglia, dissonnie (disturbi della qualità e della quantità del sonno che vengono distinti.

Tipologie di Elettroencefalogramma

EEG di base (o standard): Consiste nella registrazione del tracciato in condizioni di veglia.
EEG dopo privazione di sonno: Viene effettuato durante il sonno, nel caso in cui l’EEG di base non risulti sufficiente o in presenza di disturbi del sonno.
EEG dinamico (Holter): Ha lo scopo di registrare l’attività cerebrale in un arco di tempo di uno o più giorni.
Telemetria video o video-EEG: Consiste nella registrazione video del paziente mentre esegue l’EEG per verificare anomalie nel comportamento e nei movimenti durante episodi critici come quelli epilettici.

Preparazione all'Esame

Per l’elettroencefalogramma standard non occorre alcuna preparazione, ma è bene presentarsi all’esame a stomaco pieno (per evitare l’ipoglicemia) e con i capelli puliti e senza aver applicato gel o cera sui capelli. Se si hanno delle extension, chiedere istruzioni specifiche. Si possono assumere tranquillamente eventuali farmaci prescritti in terapia.

Per effettuare l’elettroencefalogramma in privazione di sonno invece, si consiglia al paziente di dormire meno la notte precedente l’esame per facilitare l’addormentamento durante la sua esecuzione.

Esecuzione dell'Esame

Una ventina di elettrodi, cosparsi con un gel che facilita la conduzione elettrica, vengono posizionati sul cuoio capelluto del paziente attraverso una cuffia elastica in neoprene per coprire e valutare un’ampia superficie del cranio. Per registrazioni prolungate si usano elettrodi fissati allo scalpo con un collante al collodio (soluzione di alcol, etere e derivati della cellulosa, sicura e inodore).

L’esame deve essere eseguito in un ambiente silenzioso e tranquillo, in modo da evitare possibili interferenze. Al paziente, in condizione di rilassamento, viene chiesto di aprire e chiudere gli occhi, respirare profondamente o guardare una luce intermittente, per verificare la reattività delle strutture encefaliche.

Onde Cerebrali: Frequenze e Significato

L'elettroencefalogramma registra la differenza di potenziale elettrico esistente tra coppie di elettrodi posizionati sulla testa in corrispondenza di diverse aree della superficie del cervello (corteccia cerebrale). Entrando nel dettaglio, gli elettrodi vengono applicati sullo scalpo secondo il posizionamento standard chiamato “Sistema Internazionale 10-20”, dove 10% oppure 20% si riferisce al 100% della distanza tra due punti di repere cranici: inion, ovvero la prominenza alla base dell'osso occipitale, e nasion, l’attaccatura superiore del naso.

Alfa: Denominato anche “ritmo di Berger”, si tratta della frequenza di base presente in un EEG. Queste onde possono essere distinte in alfa lente (8-9 Hz), alfa intermedie (9-11.5 Hz) e alfa rapide (11.5-13 Hz), con un'ampiezza media di 30 microVolt (l’intervallo va da 15 a 45 microVolt). Questo ritmo viene solitamente registrato in un soggetto sveglio con gli occhi chiusi.
Beta: Viene distinto in beta lento (13.5-18 Hz) o beta rapido (18.5-30 Hz), e presenta una tensione elettrica media di 19 microVolt (8-30 microVolt). Le onde beta sono dominanti in un soggetto ad occhi aperti e impegnato in un'attività cerebrale qualsiasi.
Theta: Il ritmo delle onde theta è dominante nel neonato e si presenta in molte patologie cerebrali dell'adulto, negli stati di tensione emotiva e nell'ipnosi.
Delta: In questa fase compaiono le onde delta, caratterizzate da una frequenza compresa tra 0.5 e 4 Hz e di tensione elettrica media di 150 µV.

Durata dell'Esame

La durata dell’elettroencefalogramma dipende dal tipo di esame. Il tracciato standard dura da 20 a 40 minuti, mentre l’EEG dopo privazione di sonno dura almeno 60 minuti, nel corso dei quali il paziente dovrebbe dormire. L’EEG dinamico (Holter) prevede una registrazione prolungata per uno o più giorni, per aumentare sia le informazioni sull’attività elettrica cerebrale in veglia e sonno notturno, sia le probabilità di registrare una crisi epilettica.

Considerazioni Finali

L'EEG è uno strumento utile in caso di cancro, perché sia i tumori primitivi del cervello sia eventuali metastasi cerebrali, secondarie a tumori di altri organi, possono provocare epilessia, allucinazioni o disturbi del sonno. Quindi se si rileva una variazione dell’EEG si effettueranno approfondimenti in base allo stato clinico della persona per eseguire la diagnosi. L’EEG potrebbe anche offrire un mezzo di valutazione delle alterazioni cerebrali causate dai trattamenti chemioterapici.