Elektroenzephalografie Eine Übersicht

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1 Elektrophysiologie Elektroenzephalografie Eine Übersicht W. Graf; H. M. Hamer Epilepsiezentrum (EZE), Neurologische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen Schattauer Schlüsselwörter EEG, Epilepsie, Status epilepticus, Enzephalopathie Zusammenfassung Die Elektroenzephalographie (EEG) ist trotz der Weiterentwicklung moderner bildgebender Verfahren auch heute noch in vielen Fällen eine unentbehrliche Untersuchungsmethode der neurologisch-psychiatrischen Diagnostik. Dabei spielt das EEG insbesondere bei der Diagnostik und Klassifikation von Epilepsien, der prächirurgischen Epilepsiediagnostik sowie in der Differentialdiagnose unklarer Bewusst seinsstörungen eine herausragende Rolle. Neben den technischen und physiologischen Grundlagen des EEG wird in der folgenden Übersicht auf die Befundung der normalen und pathologischen EEG-Aktivität eingegangen. Aufgrund der hohen klinischen Relevanz werden insbesondere die spezifischen EEG- Muster im Rahmen des Status epilepticus und der Encephalopathien berücksichtigt. Korrespondenzadresse Dr. Wolfgang Graf Epilepsiezentrum (EZE), Neurologische Klinik Universitätsklinikum Erlangen Schwabachanlage 6, Erlangen Tel / , Fax Keywords EEG, epilepsy, status epilepticus, encephalopathy Summary In spite of the dominance of modern neuroimaging, the electroencephalography (EEG) is still an essential diagnostic test in many neurological patients. EEG plays an outstanding role particularly in diagnostic and classification of epilepsy syndromes, in presurgical evaluation of focal epilepsies and in differential diagnosis of obtunded patients. Beside the technical and physiological basis of EEG, this review includes the interpretation of normal and pathological EEG activity. Because of the high clinical relevance, EEGpatterns of status epilepticus and encephalopathies were particularly considered. Electroencephalography a review Nervenheilkunde 2012; 31: Eingegangen am: 26. Januar 2012; angenommen am: 27. Januar 2012 Das Elektroenzephalogramm (EEG) ist seit seiner Entdeckung durch Hans Berger eine bedeutsame Untersuchungsmethode im Rahmen der Diagnostik neurologischer Erkrankungen und insbesondere zur differenzialdiagnostischen Einordnung der Epilepsien. Neben dem physiologischen Hirnstrombild lassen sich damit pathologische Veränderungen der Hirnaktivität darstellen, wodurch Epilepsien, das zugrunde liegende Epilepsiesyndrom und andere zerebrale Funktionsstörungen identifiziert werden können. Unter Berücksichtigung des klinischen Krankheitsbildes und der Anfallssemiologie lassen sich mittels EEG die Lokalisation der zerebralen Funktionsstörung bestimmen und Hinweise auf die epileptogene Zone sammeln. Dadurch wird die EEG-Analyse zu einem wichtigen Bestandteil bei der Klärung epilepsiechirurgischer Behandlungsoptionen. Auch wenn bildgebende Verfahren das EEG in vielen Fällen bei der Diagnostik akuter neurologischer Erkrankungen als Untersuchungsmethode der ersten Wahl verdrängt haben, kann das EEG in vielen Notfällen und bei der intensivmedizinischen Behandlung wichtige diagnostische und prognostische Hinweise liefern. Dabei ist insbesondere an die Differenzialdiagnose unklarer Bewusstseinstrübungen, den nonkonvulsiven Status epilepticus und an dissoziative Störungen zu denken. Voraussetzung für eine fachkundige Interpretation des EEG ist eine genaue Kenntnis der technischen Grundlagen einschließlich möglicher artifizieller Störeinflüsse sowie der physiologischen und pathologischen EEG- Morphologie. Technische und physio - logische Grundlagen Das EEG stellt eine Abfolge von elektrischen Feldpotenzialen dar, die durch biologische Generatoren der Hirnrinde ausgelöst werden. Dabei leitet das EEG vornehmlich oberflächennah generierte exzitatorische postsynaptische Potenziale (EPSP) von kortikalen Neuronen ab. Diese Potenziale werden aufgrund der Dämpfung von Kopfhaut, Kalotte, Dura mater und Liquor nur zu einem kleinen Teil auf der Kopfoberfläche aufgezeichnet, sodass für die Messung der elektrischen Aktivität die synchrone Entladung mehrerer Quadratzentimeter Kortex erforderlich ist (1, 3, 7, 12, 19). Der Transport der elektrischen Ladungen von der Kopfhaut zum EEG-Gerät erfolgt im Regelfall über Silber-/Silberchlorid(Ag/AgCl)-Elektroden. Die EEG- Signale müssen wegen ihrer niedrigen Amplituden (meist unter 100 μv) vor einer sinnvollen Darstellung mithilfe von Differenzverstärkern verstärkt werden, wobei die Aktivität jeweils zweier Elektroden in einen Differenzverstärker münden. Die an den beiden Eingängen des Verstärkers ge- Nervenheilkunde 5/2012

2 326 W. Graf; H. M. Hamer: EEG Abb. 1 Die Verstärkung des EEG-Signals sowie die Analog-digital-Umwandlung erfolgen in der Brause (Head-box). Es ist für jede abzuleitende Elektrode ein Differenzverstärker vorgesehen. Die verstärkten und gefilterten Signale werden seriell (nacheinander für jeden Kanal) an den Rechner weitergeleitet, wo die weitere digitale Verarbeitung der Signale bis hin zur Darstellung auf dem Bildschirm bzw. die Archivierung des EEG vorgenommen wird. messenen Potenzialdifferenzen der eintreffenden EEG-Signale werden verstärkt. Bei der Aufzeichnung des EEG wird das auf dem Bildschirm bzw. Papier dargestellte Frequenzspektrum durch EEG-Filter begrenzt. Man unterscheidet Hochfrequenzfilter (Tiefpassfilter), die schnelle Wellen abschwächen und eine suffiziente Weiterleitung langsamer Wellen gewährleisten, von Tieffrequenzfiltern (Hochpassfilter), die einen gegenteiligen Effekt erzielen. Ein typisches Frequenzfenster, das in der Mehrzahl der Routine-EEG-Ableitungen dargestellt wird, reicht von 0,5 bis 70 Hz. Beim Abb. 2 A) Longitudinale bipolare Montage (Anordnung bipolarer Ketten in longitudinaler, anterior-posteriorer Richtung). B) Bipolare Querreihe (Anordnung bipolarer Ketten in transverser Richtung, von rechts nach links). C) Referenzmontage (Verbindung aller Elektroden einer Kopfhälfte mit einer Referenzelektrode (hier mit ipsilateraler Ohrelektroden A1 bzw. A2) (15). Einsetzen von zusätzlichen Filtern ist zu beachten, dass ein bloßes Wegfiltern die möglicherweise durch Artefakte herabgesetzte Ableitequalität nicht beseitigen kann. Es sollte versucht werden, Artefakte, die auf eine biologische oder elektrische Störung hinweisen, zu identifizieren und zu eliminieren (16, Abb. 1). Nach Verstärkung und Filterung der von der Kopfhaut abgeleiteten analogen EEG-Signale wird das EEG in Montagen dargestellt. Im Routine-EEG stellt eine Montage üblicherweise eine Kombination aus vielen EEG-Kanälen dar, die auf einer EEG-Seite (bzw. Bildschirm) abgebildet werden und die gleichzeitige Betrachtung aller oder der meisten Elektroden erlauben. Die Beschreibung der exakten Platzierung und Nomenklatur der Elektroden liegt außerhalb des Ziels dieser Übersicht. Es wird auf die Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für klinische Neurophysiologie (DGKN) sowie der American Electroencephalographic Society hingewiesen (2). Bei einer referenziellen Montage (Referenzmontage) werden verschiedene Elektroden mit jeweils derselben Referenzelektrode verbunden. Alle Elektroden werden somit mit einer einzigen Elektrode (z. B. Cz) beziehungsweise mit einer Elektrode pro Kopfhälfte verglichen ( Abb. 2C). Eine weitere Möglichkeit der Referenzbildung besteht in der Zusammenschaltung von zwei oder mehr Elektroden (z. B. kombinierte Ohr-Elektrode A1 + A2). Eine technisch erzeugte (errechnete) Referenz ist die Mittelwertsreferenz (Durchschnittsreferenz; Goldman-Referenz). Sie ist der Versuch potenziell aktive Referenzelektro- Nervenheilkunde 5/2012 Schattauer 2012

3 W. Graf; H. M. Hamer: EEG 327 den zu vermeiden und besteht aus der arithmetischen Mittelung der Potenziale aller Elektroden, die auf der Kopfhaut abgeleitet werden (14). Ein möglicher Nachteil der referenziellen Erfassung ist das Risiko der Verunreinigung aller Kanäle durch Artefakte, wenn die Referenzelektrode gestört ist. In bipolaren Montagen haben benachbarte Kanäle eine Elektrode gemeinsam, wodurch Elektrodenketten entstehen, die als bipolare Kette bezeichnet werden. Diese bipolaren Ketten können in longitudinaler anterior-posteriorer ( Abb. 2A) oder auch transverser (von rechts nach links) Richtung ( Abb. 2B) angeordnet werden. Durch das Fehlen einer Referenz, ist bei der bipolaren Montage die Gefahr einer Kontaminierung aller Kanäle im Falle einer Artefaktbelastung nicht gegeben. Die von der DGKN vorgeschlagenen Standardmontagen, die während einer EEG-Ableitung verwendet und zumindest streckenweise ausgewertet werden sollten, sind eine longitudinale bipolare, eine longitudinale referenzielle und eine transverse bipolare Montage (Querreihe) ( Abb. 2). Des Weiteren sollten nach den Empfehlungen der DGKN mindestens 16 Kanäle pro Montage benutzt werden. Als einheitliche Systematik wird der Einschluss aller 21 Kopfhautelektroden nach dem 10/20-System in jeder Montage empfohlen (2, 20). Befundung Bei der Auswertung des (digitalen) EEG empfiehlt sich eine strukturierte Vorgehensweise. Zunächst sollten das Alter und der Bewusstseinszustand des Patienten bekannt sein, da in verschiedenen Altersstufen und Bewusstseinszuständen verschiedene EEG-Muster als normal bzw. pathologisch betrachtet werden müssen. Es ist von Vorteil, sich erst am Ende der EEG- Befundung mit der Fragestellung zu konfrontieren, um eine unvoreingenommene EEG-Auswertung zu ermöglichen. Unter Beachtung der Montage sollten zunächst Artefakte im EEG identifiziert und bei der Tab. 1 Normales Wach-EEG EEG-Muster Frequenz (Hz) Wellenform Maximum Blockierung / Besonderheiten Alpha(α)- Rhythmus My(μ)- Rhythmus Beta(β)- Rhythmus Theta(θ)- Rhythmus 8 bis 13 intra-individuell stabil, inter-individuell, variabel 7 bis 11 arkadenförmige/ girlandenförmige Wellen 13 bis 40 in der Regel: 15 bis 25 4 bis 7 (15 bis 25) geringe Amplitude, Aktivierung in Schlaf 1 polymorph hintere Hirnregion, O1, O2, teilweise in P3, P4 postzentral fronto-zentral betont diffuse Verteilung, bei Kindern/ Jugendlichen, temporale Theta/ Delta-Aktivität bei Älteren normal, wenn kurze Gruppen Blockierung durch Augenöffnen (Berger-Effekt) Blockierung durch kontralateralen Faustschluss, persistiert bei Augenöffnen Aktivierung durch GABAerge Substanzen möglich beim Einschlafen und unter HV akzentuiert Tab. 2 Normales Schlaf-EEG Schlafstadium EEG-Muster 1 diffus verteilte Theta- und Delta-Aktivität Vertex-Wellen (scharf konfigurierte negative Wellen mit Phasenumkehr bei Cz), meist bi-/triphasische Wellen positive okzipitale steile Transienten des Schlafes (POSTS, Synonym: Rho-Wellen), Maximum biokzipital, meist kurze Serien akzentuierte Beta-Aktivität möglich 2 Schlafspindeln (spindelförmig, sinusoidal, 12 bis 14 Hz, fronto-zentral, bilateral synchron) K-Komplexe (frontales Maximum, Dauer: 0,5 Sekunden, Amplitude: > 75 μv, spontan oder bei akustischen Reizen, häufig mit aufgelagerter Spindelaktivität) akzentuierte Beta-Aktivität möglich Tiefschlaf (3, 4) Delta-Aktivität < 2 Hz (Schlafstadium 3: 20 bis 50% der Ableitung, Schlafstadium 4: > 50% der Ableitung) Schlafspindeln können mit niedrigen Frequenzen persistieren REM-Schlaf niedrig amplitudige Alpha-, Beta-, Theta- und Delta-Aktivität (letztere weniger ausgeprägt) keine Vertex-Wellen schnelle Augenbewegungen, erniedrigter Muskeltonus bifrontal sägezahnartige Theta-Wellen (Sawtooth-Waves) typischerweise erstmals 60 bis 90 Minuten nach Schlafbeginn REM-Schlaf innerhalb von 15 Minuten nach dem Einschlafen kann pathologischen Befund SOREM (Sleep-onset-REM) darstellen Schattauer 2012 Nervenheilkunde 5/2012

4 328 W. Graf; H. M. Hamer: EEG weiteren Auswertung berücksichtigt werden. Im nächsten Schritt wird die zu erwartende physiologische Aktivität (z. B. Grundrhythmus, Schlafaktivität) analysiert, wobei auf pathologische Asymmetrien geachtet werden sollte. Unerklärte EEG-Aktivität, die mit physiologischer Aktivität nicht vereinbar ist, wird als pathologische Aktivität gewertet. Man unterscheidet zwei große Gruppen pathologischer Aktivität: Pathologische en und epilepsietypische Aktivität. Pathologische en können intermittierend oder kontinuierlich, fokal, lateralisiert oder generalisiert und rhythmisch oder unrhythmisch sein. Epilepsietypische Aktivität kann interiktal aufgezeichnet werden (z. B. Spikes, Sharp Waves, Poly - spike-waves) oder in Form von Anfallsmustern (iktale Aktivität). Schwierigkeiten Abb. 3 Singuläre Sharp Wave rechts temporal mit Maximum in Elektrode F8 und kontinuierliche rechts temporal bei einer 54-jährigen Patientin mit Temporallappenepilepsie rechts (Quellen-Ableitung). Abb. 4 Absence-Status mit kontinuierlichen, generalisierten 3/s Spike-Wave-Komplexen bei einem 35-jährigen Patienten mit Absence-Epilepsie (longitudinale bi - polare Montage). kann es bereiten, physiologische Normvarianten im EEG von pathologischer Aktivität abzugrenzen. Nach Befundung des EEG und Klassifizierung der etwaigen pathologischen Aktivität bleibt als letzter Schritt die klinische Korrelation mit der Fragestellung, die das EEG veranlasst hat. EEG im Wach- und Schlafzustand Das normale EEG besteht aus physiologischen Rhythmen mit typischer Frequenz, die für bestimmte Hirnregionen charakteristisch sind und sich im Schlaf- und Wach- Zustand unterscheiden. Im Wach-EEG sind α-rhythmus, μ-rhythmus, β-aktivität, temporales Theta und Delta des Älteren normal ( Tab. 1). Im Schlaf treten abhängig von den Schlafstadien verschiedene EEG-Rhythmen auf, Vertex-Wellen, Schlafspindeln, K-Komplexe, Delta- oder Theta- Wellen ( Tab. 2). Aktivierungsmethoden Zur Erhöhung der Sensitivität des EEG in der Diagnosestellung von Epilepsien und nicht epileptischen Hirnfunktionsstörungen werden routinemäßig Methoden der Aktivierung angewendet. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten epilepsietypischer Potenziale oder anderer pathologischer Aktivitäten, z. B. regionaler en erhöht werden. Im klinischen Alltag werden folgende Methoden eingesetzt: Fotostimulation, Hyperventilation, Schlaf und Schlafentzug, Medikamentenentzug sowie Triggerung durch spezifische Auslöser bei Reflexepilepsien. Als normale Reaktionen auf Fotostimulation mit einem Stroboskop zählen die rhythmische Folgereaktion (photic driving) genannt (okzipital betont auftretende, symmetrische, zeitlich streng mit den Lichtblitzen korrelierte Potenziale) sowie die fotomyoklonische oder fotomyogene Reaktion (Muskel-, Lid- und Augenbewegungsartefakte mit frontalem Maximum, ausgelöst durch schnellen Lidschlag, oszillierende Bewegungen der Augenlider und Bulbi oder leichte Zuckungen der Gesichtsmuskulatur). Als fotoparoxysmale Reaktion (FPR) wird das Auftreten epilepsietypischer Potenziale unter Fotostimulation bezeichnet. Es werden vier Schweregrade unterschieden (Grad 1, okzipitale Spikes zeitlich gekoppelt, bis Grad 4, generalisierte Spike- Wave- und Polyspike-Wave-Komplexe), von denen lediglich für die Grad-4-Reaktion eine gute Korrelation mit epileptischen Anfällen angenommen wird. Sie gilt als Marker für eine generalisierte idiopathische Epilepsie bzw. für eine genetische Prädisposition, eine solche zu entwickeln. Eine FPR kann auch bei der progressiven myoklonischen Epilepsie, bei neurodegenerativen Erkrankungen sowie bei der Creutzfeld-Jakob-Krankheit auftreten (31, 40). Durch Hyperventilation (HV) können nicht epilepsietypische Veränderungen, z. B. regionale en, epilepsie- Nervenheilkunde 5/2012 Schattauer 2012

5 W. Graf; H. M. Hamer: EEG 329 Tab. 3 Konvulsiver Status epilepticus (SE) Konvulsiver Status epilepticus (SE) sekundär generalisierter konvulsiver SE primär generalisierter tonisch-klonischer SE EEG-Muster im EEG können fünf Phasen unterschieden werden: initial: separate Anfälle mit typischer Anfallsaktivität, generalisierte schnellere Rekrutierungsmuster, rhythmische generalisierte Theta-/Delta-Aktivität oder auch Spike-/Polyspike-Wave-Aktivität. Zwischen den Anfällen: generalisierte bei andauerndem SE: Verschmelzung der rhythmischen Anfallsmuster mit typischen Crescendo- und Decrescendo-Phänomenen in Amplitude und Frequenz, mitunter Fokussierung des EEG-Musters auf die Anfallsursprungszone mit folgender wiederkehrender Generalisierung des Anfallsmusters im weiteren Verlauf kontinuierliche Anfallsaktivität nach länger andauerndem SE: Unterbrechungen der kontinuierlichen Anfallsaktivität durch Perioden eines generalisierten Elektrodekrements, die semiperiodisch wiederkehren und im Verlauf an Dauer zunehmen können Endstadium des EEG-Verlaufs eines refraktären SE: periodische generalisierte Komplexe in Verbindung mit einer mehr oder weniger vollständigen Amplitudendepression der übrigen Hirnaktivität EEG-Verlauf kann sehr vielfältig sein und von beschriebener Abfolge abweichen (27) EEG-Befunde insgesamt weniger gut dokumentiert (37), ähneln sekundär generalisierten konvulsiven SE Tab. 4 Non-konvulsiver Status epilepticus (SE) Non-konvulsiver EEG-Muster Status epilepticus (SE) Absence-Status komplex-partieller SE einfach-partieller SE subtle SE prolongierte bis kontinuierliche, generalisierte, bilateral synchrone Spike-Wave-Komplexe, Frequenz um 3 Hz wenig Reaktivität auf sensorische Stimuli (37) initial monomorphe Komplexe im Verlauf, bei lang andauerndem Absence-Status über Stunden oder Tage: Abnahme der Frequenz und Zunahme der Variabilität der Spike-Wave-Komplexe, irreguläre, generalisierte, ca. 1 bis 4 Hz (Poly-)Spike-Wave-Komplexe, abwechselnd mit generalisierter rhythmischer Delta-Aktivität intermittierend ableitbare Hintergrundaktivität häufig normal EEG: in vielen Fällen abgrenzbare, fokal eingeleitete Anfallsmuster, unterbrochen durch fokale, lateralisierte und später auch generalisierte en im weiteren Verlauf Crescendo- und Decrescendo-Phänomene, immer kontinuierlicher werdende rhythmische Anfalls - aktivität Status-Muster: kontinuierliche, rhythmische Sharp Waves, periodische Komplexe, Spikes/Polyspikes oder rhythmische Alpha-/Beta-/Theta-/ Delta-Aktivität EEG-Veränderungen können generalisieren, zeigen aber häufig zumindest intermittierend ein fokales oder lateralisiertes Maximum schwierige Unterscheidung zwischen EEG-Befund im fortgeschrittenen Stadium eines nicht konvulsiven SE und EEG bei Enzephalo pathie. Unterscheidungsmerkmal: typisches rhythmisches Muster aus schnelleren und langsameren Frequenzen, mit Evolution in Amplitude, Frequenz und Verteilung beim Status-EEG Auslösung von Anfallsmustern durch Stimulation der Patienten vereinzelt möglich (18) Auftreten periodischer Komplexe im Sinne von periodic lateralized epileptiform discharges (PLEDs) bei reduzierter Grundaktivität möglich (27) Prognose wesentlich durch die Ätiologie und die Schwere der zugrunde liegenden Hirnschädigung bestimmt (5) EEG sehr variabel repetitive Spikes, Spike-Wave-Komplexe oder rhythmische schnelle Muster mit fokalem Maximum in der Mehrheit keine Auffälligkeiten im EEG (10, 37) Diskrepanz zwischen einem aktiven EEG-Befund und einem komatösen Patienten mit wenig motorischen Entäußerungen EEG: rhythmische Komplexe (Spikes, Sharp Waves, Polyspikes), Amplitudendepression der übrigen Hirnaktivität Klinik: komatöser Patient mit sehr geringen oder fehlenden motorischen Entäußerungen (elektromechanische Entkopplung) Vorkommen z. B. im Rahmen eines hypoxischen Hirnschadens oder bei metabolischen Entgleisungen (5) subtle SE auch möglich als Endphase eines konvulsiven generalisierten SE mögliche Synonyme: elektrographischer SE, SE bei Koma, nicht tonisch-klonischer SE, subklinischer SE, Unterform eines nicht konvulsiven SE (5), generalized periodic epileptiform discharges (GPED) (6, 17) Schattauer 2012 Nervenheilkunde 5/2012

6 330 W. Graf; H. M. Hamer: EEG Tab. 5 EEG bei Enzephalopathie: en en intermittierende generalisierte Grundaktivitätsverlangsamung kontinuierliche generalisierte en sind die häufigsten EEG-Veränderungen bei enzephalopathischen Patienten. Ausmaß der Verlang samung korreliert gut, aber nicht sehr gut mit der Schwere der Bewusstseinstrübung. negative Korrelation zwischen Variabilität und Komplexität der EEG-Muster und Schwere der Hirnschädigung je nach Schweregrad zeigen sich die folgenden Kategorien: pathologische en (im Delta- und Theta-Frequenzband), die in < 80% der Ableitung auftreten häufig im Schlaf stärker ausgeprägt als im Wachzustand bei Erwachsenen als frontal betonte intermittierende rhythmische Delta-Aktivität (FIRDA) bei Kindern als okzipital betonte intermittierende rhythmische Delta-Aktivität (OIRDA) FIRDA oder OIRDA repräsentieren eine leichte diffuse Enzephalopathie, wobei der Patient meistens nicht erkennbar bewusst - seins getrübt ist zahlreiche Ätiologien möglich (32) des Grundrhythmus unter 8 Hz im Allgemeinen tritt im Verlauf einer zunehmenden Enzephalopathie zunächst die intermittierende generalisierte auf, bevor der Grundrhythmus betroffen ist Ausnahmen: Intoxikationen (z. B. durch Phenytoin oder Carbamazepin) (11) über das Altersmaß hinausgehende in > 80% der Ableitung Aktivierung des Patienten während der Ableitung notwendig, um physiologische en während Schläfrigkeit auszuschließen eine fokale kontinuierliche weist auf eine supratentorielle Läsion hin eine generalisierte kontinuierliche ist meist Ausdruck einer mittelgradigen bis schweren diffusen Enzephalopathie Abb. 5 Non-konvulsiver komplex-partieller Status epilepticus bei einer 39-jährigen Patientin mit kryptogener fokaler Epilepsie (zum Zeitpunkt der gezeigten Ableitung generalisiertes Anfallsmuster; longitudinale bipolare Montage). Abb. 6 Non-konvulsiver komplex-partieller Status epilepticus bei einer 64-jährigen Patientin mit neu diagnostizierter Epilepsie (Anfallsmuser bifrontal; longitudinale bipolare Montage). typische Veränderungen und Anfälle hervorgerufen werden. Die höchste Sensitivität bezüglich des Nachweises epilepsietypischer Potenziale hat die HV bei idiopathisch generalisierten Epilepsien, besonders bei den Absencen-Epilepsien. Die HV kann bei Normalpersonen zu einer diffusen führen, welche sich nach HV innerhalb von Minuten zurückbildet. Die Ausprägung und Verteilung der HV-Reaktion ist ausgeprägter bei jüngeren Patienten, deutlicherem PCO 2 -Abfall und niedrigerem Blutglukosespiegel (31). Eine Aktivierung von epilepsietypischer Aktivität kann durch Schlaf (insbesondere Stadium 2) gefördert werden. Häufigkeit und Ausmaß dieser Aktivierung hängen dabei vom Epilepsie-Syndrom ab. Es ist anzustreben, während EEG-Ableitungen die Schlafaktivität aufzuzeichnen. Letzteres gelingt häufiger nach Schlafentzug. Die Auslösung epileptischer Anfälle oder epilepsietypischer Aktivität durch Absetzen der Antiepileptika wird üblicherweise im Rahmen der Video-EEG-Diagnostik angewendet (26, 35). Bei 80% der Patienten mit fokalen Epilepsien kann dadurch ein Anstieg epilepsietypischer Entladungen beobachtet werden (25). Nervenheilkunde 5/2012 Schattauer 2012

7 W. Graf; H. M. Hamer: EEG 331 Pathologisches EEG EEG-Befunde bei Epilepsie Epilepsietypische Potenziale (ETP) bestehen aus einem spitzen negativen Potenzial. Sie unterbrechen die Hintergrundaktivität und stechen aus ihr heraus ( Abb. 3). Sie bestehen aus einem Spike oder einer scharfen Welle, werden oft von einer langsamen Welle (Slow Wave, SW) gefolgt und durch eine Präpositivität eingeleitet. Der Nachweis einer SW spricht deutlich für das Vorliegen eines ETP, während das Fehlen einer solchen SW kein Ausschlusskriterium für eine ETP ist. Nach der Dauer der Potenziale werden verschiedene ETP-Formen unterschieden: Spikes mit einer kurzen Dauer von 50 bis zu 70 ms oder Sharp Waves, welche bis zu 200 ms anhalten können. Weitere interiktale epilepsietypische Potenziale sind Spike-Wave-Komplexe (SWK), die z. B. als regelmäßige generalisierte 3 Hz SWK bei Absence-Epilepsien auftreten. SWK oder Poly-Spike-Wave-Komplexe mit Frequenzen von 4 bis 6 Hz und einem höheren Maß an Irregularität kommen z. B. bei der juvenilen myoklonischen Epilepsie vor. Diese sind von Slow-Spike- und Slow- Wave Komplexen (SSWK) abzugrenzen, die mit einer Repetitionsfrequenz von 2,5 Hz oder darunter auftreten und sich typischerweise beim Lennox-Gastaut-Syndrom oder im Zusammenhang mit schweren epileptischen Enzephalopathien finden. Während interiktale ETP eine Epilepsie nicht beweisen, tun dies Anfallsmuster. Fokale Anfallsmuster beginnen mit einem Abbruch der normalen oder pathologischen interiktalen Aktivität und zeigen nach einer gelegentlichen initialen Abflachung eine rhythmische Aktivität, die im Verlauf häufig eine Amplitudenzunahme und Frequenzabnahme erfährt. Darüber hinaus breitet sich diese Aktivität typischerweise auf andere Hirnregionen aus. Anfallsmuster können weniger gut lokalisierend sein als die interiktale epilepsietypische Aktivität. Dies gilt für Anfallsmuster bei extratemporalen Epilepsien. Am deutlichsten lokalisierend und am charakteristischsten sind Anfallsmuster bei der Temporallappenepilepsie. Anfallsmuster, die Abb. 7 Generalisierte, bi - frontal betonte kontinuierliche mit ausge - fallenem Grund - rhythmus bei einem 33-jährigen Patienten mit Zustand nach erstmaligem generalisiertem Anfall bei Hyponatriämie von 122 mmol/l (longi - tudinale bipolare Montage). nicht von einer klinischen Symptomatik begleitet werden, bezeichnet man als subklinische Anfallsmuster. Andererseits lassen sich bei einfach-fokalen Anfällen häufig keine iktalen Muster im EEG nachweisen. EEG bei Status epilepticus Beim Status epilepticus (SE) unterscheidet man eine konvulsive und eine nicht-konvulsive Form. Beide Gruppen und ihre Unterformen weisen jeweils charakteristische EEG-Muster auf ( Tab. 3, 4). Beim konvulsiven SE lässt sich ein primär und sekundär generalisierter SE unterscheiden. Zu den nicht-konsvulsiven SE gehören der Absence-Status, der komplex-partielle SE, der einfach-partielle SE sowie der subtle SE (37). Der generalisierte konvulsive SE stellt einen potenziell lebensbedrohlichen neurologischen Notfall dar, der klinisch diagnostiziert wird und bei dem das EEG zumindest initial nur in Ausnahmefällen herangezogen werden muss. Im weiteren Verlauf kann es zur Erfolgskontrolle und Verlaufsbeobachtung von großem Nutzen sein, insbesondere im Rahmen eines EEG- Monitorings. Während eines generalisierten konvulsiven SE können im EEG fünf Phasen unterschieden werden (37, 38) ( Tab. 3). Die typischen EEG-Veränderungen eines Absence-Status sind Tabelle 4 zu entnehmen und in Abbildung 4 beispielhaft illustriert. Besonders der nicht konvulsive komplex-partielle SE stellt eine Erkrankung dar, die klinisch häufiger fehl interpretiert wird, die durch bildgebende Verfahren nicht nachweisbar ist und bei der das EEG den Schlüssel zur Diagnose liefert ( Abb. 5,6) (5, 36). EEG bei Enzephalopathie Das EEG stellt eine sinnvolle Untersuchungsmethode bei Patienten mit unklarer Bewusstseinsstörung dar (4). Obwohl viele Patienten nicht spezifische EEG-Veränderungen zeigen, gibt es EEG-Befunde mit einem diagnostischen oder prognostischen Nutzen. Systemische Erkrankungen, wie metabolische Entgleisungen oder Intoxikationen, können eine Bewusstseinstrübung über eine Schädigung des gesamten Gehirns verursachen und führen in typischer Weise zu generalisierten EEG-Veränderungen. Gleiches gilt für infratentorielle (Hirnstamm-)Läsionen, die zu Vigilanzstörungen durch Schädigung des aktivierenden retikulären Systems führen können. Supratentorielle Läsionen können fokale neurologische Ausfälle und eine globale Dysfunktion (z. B. durch Hirndruck) verursachen. Solche Läsionen gehen häufig mit einer Kombination aus fokalen und generalisierten EEG-Veränderungen einher. Fokale Läsionen werden durch fokale en über der Läsion abgebildet. Obwohl die Spannbreite der EEG-Befunde bei Enzephalopathien groß ist, lassen sich die Befunde in zwei Untergruppen einteilen: en ( Abb. 7) und rhythmische Muster ( Tab. 5, 6). EEG-Veränderungen aufgrund von Enzephalopathien sind unspezifisch und kor- Schattauer 2012 Nervenheilkunde 5/2012

8 332 W. Graf; H. M. Hamer: EEG Tab. 6 EEG bei Enzephalopathie: Rhythmische Muster rhythmische Muster triphasische Wellen periodische Komplexe periodische lateralisierte epileptiforme Entladungen (periodic lateralized epileptiform discharges, PLED) Burst-Suppression-Muster mitunter schwierig abgrenzbar zu Status-epilepticus-Muster nicht epileptische enzephalopathische Muster bei komatösen Patienten: generalisierte EEG-Muster mit Dominanz schneller Frequenzen (z. B. α-koma) treten häufig generalisiert mit frontalem Maximum auf nicht oder nur sehr wenig reaktiv auf Provokationen Potenziale mit prominenter Positivität, von kleineren negativen Wellen eingeleitet und gefolgt meist frontales Maximum (34) typischerweise in Serien bilateral synchron mit einer Repetitionsfrequenz von ca. 1 bis 2 Hz bei metabolischen Enzephalopathien, hypoxischen Hirnschäden, Hyperosmolarität, L-DOPA-indu zierter Enzephalo - pathie, postiktalem Sopor nach generalisierten Anfällen oder bei subduralen Hämatomen (23, 28, 29) im Erwachsenenalter (> 20 Jahre), nicht im Kindes-/ Jugendalter (8) Zu- oder Abnahme möglich unter Stimulation des Patienten (18) triphasische Wellen bei einem verwirrten aber wachen Patienten können auf eine Demenz oder eine Creutzfeldt- Jakob-Erkrankung hindeuten (34) mono-, bi- oder triphasische Potenziale, Dauer 90 bis 200 ms Hinweis auf mittelgradige bis schwere Enzephalopathie Auftreten z. B. bei Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung, bei subakuter sklerosierender Panenzephalitis (sehr niedrige Frequenz von einem Komplex alle 4 bis 10 Sekunden), bei hypoxischen, entzündlichen oder posttraumatischen Hirnschäden Mischung von langsamen Wellen und Spikes und/oder Sharp Waves Wiederholungsfrequenz ca. 1 Hz kaum tageszeitliche Schwankungen kaum durch Stimulation beeinflussbar Ätiologie variabel: meist akute, ausgeprägte kortikale oder subkortikale Hirnschädigung (z. B. Infarkt, schnell wachsender Tumor oder Infektion) (9, 13, 21, 41) Vorkommen bei Kindern und Erwachsenen (30) Latenz von ein bis zwei Tagen nach Hirnschädigung, Persistenz für zwei bis vier Wochen können bilateral unabhängig voneinander auftreten (bilaterale PLED, BiPLED) (9) BiPLED gehäuft bei hypoxischer Enzephalopathie und Enzephalitiden BiPLED häufiger als PLED mit Koma assoziiert (ca.70 vs. 30%) (9) hohe Letalität (PLED: 30 bis 40%, BiPLED: ca. 60%) sehr häufig mit epileptischen Anfällen vergesellschaftet (> 80%) Vorkommen bei non-konvulsivem Status (27), aber auch interiktal bei Patienten ohne klinische epileptische Anfälle (6) üblicherweise resistent gegenüber Antikonvulsiva, dennoch häufig Empfehlung einer zumindest vorübergehenden antikonvulsiven Medikation bei Auftreten von PLED (6) bei sehr schwerer diffuser Enzephalopathie hoch amplitudige bursts (Mischung aus langsamen und scharfen Wellen), die sich mit Perioden eines Elektro - dekrements rhythmisch abwechseln je schwerer die Enzephalopathie, desto seltener die bursts (33) Prognose wesentlich von der Ätiologie abhängig (z. B. Hypoxie: schlecht, Anästhesie: gut) relieren unterschiedlich gut mit der Bewusstseinstrübung des Patienten. In Abhängigkeit vom Ausmaß der Enzephalopathie ist eine Zunahme der pathologischen en von intermittierend generalisiert (in < 80% der Ableitung) bis kontinuierlich (in > 80% der Ableitung) zu verzeichnen. Bei zunehmenden, schließlich schweren Enzephalopathien verlangsamt sich darüber hinaus der Grundrhythmus bis er ganz ausfällt. Im EEG sind das Fehlen von schnelleren Frequenzen und eine fehlende Reaktivität auf Stimuli prognostisch ungünstige Zeichen. Darüber hinaus weisen einzelne EEG-Muster (z. B. BiPLEDs) auf eine schlechte Prognose hin. Mehr als der Querschnittsbefund eines EEG trägt der Verlauf in sequenziellen EEG-Untersuchungen zur Abschätzung der Prognose bei, die allerdings letztendlich durch die Ätiologie der Enzephalopathie bestimmt wird. Ein normales EEG bei einem Patienten, der nicht auf Ansprache reagiert, kann erheblich zur Diagnose eines psychogenen Stupors beitragen und so klare diagnostische und therapeutische Weichenstellungen bieten. Neben dem psychogenen Stupor kann ein normales EEG oder ein EEG mit nur sehr geringen en im Rahmen eines Locked-in-Syndroms vorkommen. Nervenheilkunde 5/2012 Schattauer 2012

9 W. Graf; H. M. Hamer: EEG 333 Literatur 1. Akhtari M, Bryant HC, Mamelak AN, Flynn ER, Heller L, Shih JJ, Mandelkern M, Matlachov A, Ranken DM, Best ED, DiMauro MA, Lee RR, Sutherling WW. Conductivities of three-layer live human skull. Brain Topogr 2002; 14: American Electroencephalographic Society. Guideline thirteen: guidelines for standard electrode position nomenclature. J Clin Neurophysiol 1994; 11: Barkley GL, Baumgartner C. MEG and EEG in epilepsy. J Clin Neurophysiol 2003; 20: Blume WT. Current trends in electroencephalography. Curr Opin Neurol 2001; 14: Brenner RP. Is it status? Epilepsia 2002; 43 Suppl 3: Chong DJ, Hirsch LJ. Which EEG patterns warrant treatment in the critically ill? Reviewing the evidence for treatment of periodic epileptiform discharges and related patterns. J Clin Neurophysiol 2005; 22: Cooper R, Winter AL, Crow HJ. Comparison of subcortical, cortical and scalp activity using chronically indwelling electrodes in man. 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