목차
1. 정상인의 성인 뇌파
2. 치매 환자 (dementia)
2-1. 치매환자의 뇌파 파형을 구분
1. 정상인의 성인 뇌파
- 알파 (α)파 : 이 주기적인 파형은 눈을 감고 있을 때 건강한 성인에서 나타납니다. 주파수 대역은 8Hz에서 13Hz이며, 정상 전압 범위는 약 20μv에서 200μv입니다. α 파형은 눈을 떠서, 갑작스러운 자극과 주의에 의해 약해지고, 알파 차단 또는 비동기화라는 현상이 일어납니다. 무의식 상태나 혼수 상태에서 알파 주파수 대역을 지배하는 EEG 패턴은 알파 코마로 정의됩니다. α 리듬은 알파1, 알파2 및 알파3의 하위 단위로 구성되며, 이들 주파수 대역의 스펙트럼 밴드 파워는 치매의 심각도를 나타냅니다. α 파형은 대개 머리의 후방 부위에서 관찰됩니다.
- 베타(Beta)파: 베타파의 주파수 범위는 13Hz에서 30Hz이며, 알파파보다 더 높은 주파수를 가집니다. 그러나 베타파의 진폭은 낮으며, 5μv에서 10μv 사이입니다. 베타파는 중추신경계의 활성화가 추가되면 나타나며, 주의력과 경계심이 증가할 때 나타납니다. 또한 인지 장애가 있을 때 알파파 대신 베타파가 나타납니다. 베타파는 대뇌 피질의 부분과 정면부에서 관찰됩니다.
- 쎄타(Theta)파: 쎄타파의 주파수 범위는 4Hz에서 7Hz입니다. 이 파형은 수면, 어린이와 성인의 감정적 스트레스와 공백 기간 동안 두드러집니다. 쎄타파는 5μv에서 10μv의 진폭 범위로 대뇌의 측두 및 측두 후부에서 기록됩니다. 어른들 중에서 쎄타파는 그들의 활동에 따라 두 가지 유형으로 나뉩니다. 첫 번째 유형은 두드러진 전체적인 분포를 가지며, 경계심이 줄어들고 나른해지며, 인지 장애와 치매와 관련됩니다. 반면, 두 번째 유형은 정면줄기층에 분포되며 전두엽 피질에서 생성됩니다. 이 파형은 주의력 집중, 정신적 노력, 자극 처리와 같은 활동과 관련됩니다.
- 델타(Delta)파: 델타파의 최저 주파수는 3.5Hz보다 낮으며, 진폭 범위는 20μv에서 200μv입니다. 델타파는 깊은 수면, 영아, 심각한 유기성 뇌 질환 동안 나타납니다. 이 파형은 어른의 전두부에 기록될 수 있으며, 어린이에서는 후두부에 기록됩니다.
- 감마(γ)파: 감마파의 주파수는 30Hz에서 100Hz에 걸쳐 있습니다. 이러한 파형은 다양한 감각처리 및 단기기억에서 사물, 소리, 촉각 인식에 대한 청각피질에서 기록됩니다. 또한, 인지능력 감소와 관련된 경우에는 특히 θ파 대역과 관련이 있을 때 기록됩니다.
※ 아래의 그림은 부위별 정상(nomal) 파형입니다.
2. 치매 환자 (dementia)
치매는 신경퇴폐성 질환의 다양성, 신경세포의 기능 장애 및 사망과 관련이 있다. 치매는 원인에 따라 다양한 유형이 있으며, 이러한 유형에는 알츠하이머병(AD), 혈관성 치매(VaD), 르위 바디, 전두엽 치매(FTD) 및 파킨슨병 등이 포함됩니다.
AD와 VaD는 세계에서 가장 일반적인 치매 유형입니다.
AD는 서구에서 가장 일반적이며, VaD는 아시아에서 가장 일반적입니다.
85세 이상의 사람들 중 절반은 AD를 가지고 있으며, 인구 고령화로 인해 이 숫자는 대략 20년마다 두 배가 될 것으로 예상됩니다.
AD를 발생시키기 위해 여러 신경병리적 변화가 함께 작용합니다. 이러한 변화에는 해마, 인토리날 피질, 신경피질 및 뇌의 다른 지역에서 신경세포의 손실과 신경섬유 매듭과 아밀로이드 플라크의 발생이 포함됩니다. 이러한 변화는 비치매 개인에서도 발생할 수 있으며, 전형적인 인지 증상이 나타나기 전에도 AD 발병과 관련이 있습니다. 신경 손상으로 인한 콜린성 조절의 감소는 인지 장애 증상의 증가를 초래합니다.
VaD는 다른 유형의 치매입니다. 65세 이상의 사람들 중 1%에서 4%가 VaD를 앓고 있으며, 노인의 유병률은 5~10년마다 두 배가 됩니다. VaD는 뇌혈관 질환과 심혈관 질환(허혈성 심장병 및 뇌졸중 등)에 따른 허혈, 허혈성-저산소증, 또는 출혈성 뇌병증으로 인한 인지 기능 상실을 의미합니다.
- 알츠하이머병(AD): 환자의 EEG는 대뇌 후두엽 우측과 좌측에서의 느린 주기의 파동이 증가하며, 전체적인 주파수가 감소하는 것으로 특징 지어집니다. 또한, 알파와 베타 활동이 감소하고, 세타 파형이 증가하는 것으로 나타납니다. 노인들에서 치매의 주요 원인 중 하나인 알츠하이머 병은 배경 리듬의 감소, 전반적인 느린 파동의 등장, 3상 파동, 그리고 깨어 있음, 졸음, 가벼운 수면 사이의 명확한 EEG 구분 부재 등 여러 EEG 이상을 유발할 수 있습니다. 이러한 특징들이 검사에서 지속적으로 나타날 경우 39명의 노인 대상에서 38명이 진정한 치매 질환을 가지고 있으며, 간헐적으로 나타날 경우 39명 중 31명이 질환을 가지고 있었습니다
- 혈관성 치매(VaD): 환자의 EEG는 대뇌 피질 전반에서 느린 주기의 파동이 증가하는 것으로 나타납니다. 또한, 전체적인 주파수가 감소하며, 전두엽 부위에서 세타 파형이 증가하는 것으로 특징 지어집니다.
- 루위 바디: 신경세포의 세포질(cytoplasm)에 루이소체(Lewy bodies)라고 알려진 비정상적인 단백질인 알파-시누클레인(alpha-synuclein)이 축적되면서 오게 됩니다. 이러한 도파민-생산 신경세포의 상실이 파킨슨병에서 볼 수 있는 것과 유사합니다. EEG에서는 대뇌 후두엽에서 감마파(Gamma wave)의 증가와 베타파(Beta wave)의 감소가 나타나는 것으로 알려져 있습니다.
- 전두엽 치매(FTD): 환자의 EEG는 알츠하이머병과는 다른 특징을 보입니다. 전두엽에 장애가 있어 대뇌 전반에서의 전기 활동이 불규칙적으로 나타나며, 느린 주기의 파동이 증가하는 것으로 특징 지어집니다.
- 파킨슨병 환자: EEG는 대뇌 피질의 베타 파동이 감소하고, 세타 파형이 증가하는 것으로 특징 지어집니다. 또한, 파킨슨병 환자들은 대개 안정적인 뇌파를 보이지만, 경련 발작 및 안정성 파형의 감소가 있을 수 있습니다.
2-1. 치매환자의 뇌파 파형을 구분
환자의 뇌파를 구분하는 가장 일반적인 방법은 뇌파 주파수와 그것이 나타내는 뇌파패턴을 분석하는 것입니다.
- 파형의 빈도 분석: 뇌파 파형의 주파수를 분석하여 뇌파의 어떤 파형이 나타나는지 확인할 수 있습니다. 일반적으로, 치매 환자의 뇌파는 정상 인의 뇌파에 비해 느리고 유발법을 시행 했을 때 구분이 잘 않됩니다. θ파와 δ의 빈도가 중요하므로 환자 검사시 파형의 주파수를 보는 것이 중요합니다. 치매환자의 이러한 느린 뇌파 주파수는 θ(4-7 Hz) 및 δ(1-3 Hz) 입니다.
- 뇌파패턴 분석: 치매 환자의 뇌파에는 정상 인의 뇌파와 다른 특정 패턴이 나타날 수 있습니다. 이러한 패턴에는 비정상적인 느린 뇌파, 고주파도, 늘어지는 뇌파, 이상적인 스파이크와 웨이브 등이 있습니다.
- 비교 분석: 치매 환자의 뇌파를 정상적인 뇌파와 비교하여 어떤 차이가 있는지 확인하는 연습이 필요합니다. 이를 위해 대조군으로 일반적으로 건강한 사람들의 뇌파를 사용합니다.
※ 아래의 그림은 소아뇌파와 성인뇌파의 정상 EEG 파형입니다.
※ 아래의 그림에서 해당 뇌파 결과는 남성이며 55세입니다.
좌측에서는 정상적인 알파파가 교대로 나타나며, 우측에서는 느린 알파파가 나타납니다.
이는 노인에서 정상적인 소견일 수 있습니다.
보정 : 감도 5μV/mm, 필터 설정, 저주파 필터 1Hz, 35Hz 방식으로 측정되었습니다.
※ 아래의 그림에서 해당 환자는 87세의 남성이며 알츠하이머 병을 앓고 있는 것으로 보입니다.
뇌파 결과, 불규칙적이고 약간 느린 알파파리듬이 관측되었으며, 후두부 측면 부위에서 더 두드러지게 나타났으며, 안구 닫기 반응이 감소되었습니다. 이러한 패턴은 알츠하이머 병에서 흔히 관찰되는 결과입니다.
보정 : 감도 5μV/mm, 필터 설정, 저주파 필터 1Hz, 35Hz 방식으로 측정되었습니다.
※ 아래의 그림에서 해당 환자는 75세의 남성이며 알츠하이머 병을 앓고 있는 것으로 보입니다.
EEG 검사에서 전반적으로 지속되고 과다한 델타파(1-3Hz) 활동이 나타납니다.
※ 아래의 그림에서 해당 환자는 파킨슨 병을 앓고 있는 것으로 보입니다.
이 환자는 파킨슨병과 피리독신 결핍으로 인한 신규 발작 및 상태 발작을 겪었으며, 두 개의 다른 모니터링 방법을 사용하여 기록된 뇌파 활동을 보여주는 그림입니다.
각각의 그림에서, 화살표로 표시된 다양한 발작성 파형은 (A와 C) 오른쪽 전두부 (Fp2 전극), (A와 C) 왼쪽 전두및측두부 (FT9 전극), (B와 D) 중앙 (Fz/Cz 전극) 및 (B와 D) 오른쪽 전두및측두부 지역 (FT10/F8 전극)에서 나타났습니다.
EEG 활동은 10-20 방법을 사용하여 기록되었습니다.
보정 : 감도 7μV/mm, 필터 설정, 저주파 필터 1Hz, 50 Hz 방식으로 측정되었습니다.
A 와 C는 같은 시간대에 해당합니다. B와 D는 같은 시간대에 해당합니다.
※ 아래의 그림에서 해당 환자는 파킨슨 병을 앓고 있는 것으로 보입니다.
일차성 파킨슨병을 가진 환자에서 전반적으로 델타슬로우 웨이브 활동이 나타났다는 것을 의미합니다.
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