부분 간질환자에서 간질양 뇌파와 정상 뇌파의 비선형적 비교 분석

Abstract

뇌파는 혼수 상태, 대사성 뇌병증, 간질 등의 진단에 이용되어 왔으며 최근에는 시각적인 해석 방법에서 탈피하여 뇌파 신호가 비선형적 역동체계로 이루어진다는 것이 알려진 이후 뇌파 해석을 객관화하려는 시도가 되고 있다. 간질에서 나타나는 전기적 활성의 특정은 과흥분성과 과동조성으로 간질파 형성시 뇌파의 복잡도(complexity)가 떨어진다는 가정 아래 86년 이후 간질에 비선형적 분석을 적용하려 노력을 해왔다. 본 연구는 대뇌의 구조적 이상이 없는 부분 간질 환차 5형에서 디지털 뇌파피로 얻은 뇌파 신호에서 간질양 뇌파가 포함된 4초의 구간(상태 I)과 포함되지 않은 4초의 구간(상태 Ⅱ) 각각을 CHASIM program을 이용하여 비선형적 지수인 프랙털 차원값과 리아프노프 지수를 구하였다. 통계 방법은 SPSS for windows(9.0)을 사용하였다. 결과는 상태 I과 상태 Ⅱ의 심전도의 프랙털 차원값은 간질양 뇌파의 유무와는 상관없이 유의한 차이가 없었다. 그리고 심전도는 뇌파에 비하여 프랙털 차원값, 복잡성이 낮았다. 상태 Ⅰ의 뇌파 전체 전극(electrode)의 평균 프랙털 차원값은 상태 Ⅱ에 비해 낮은 값을 가지며 따라서 간질양 뇌파가 생기면서 전체 두피 뇌파의 복잡성이 떨어진다 상태 I의 간질양 뇌파가 있는 전극은 이에 상응하는 상태 Ⅱ의 값보다 프랙털 차원값과 복잡성이 낮으며 상태 I의 간질양 뇌파가 없는 전극도 이에 상응하는 상태 Ⅱ의 전극보다 프랙털 차원값과 복잡성이 낮았다. 이러한 결과는 부분 간질의 간질양 뇌파 생성에 잔질양 뇌파가 보이는 전극보다 광범위한 부분이 과동조성(hypersynchrony)에 관여하는 딘인지 또는 내측두엽 간질 이외의 부분 간질의 뇌역동이 다른 것인지는 분명하지 않다. 그리고 두피와 뇌피질 사이의 거리적 증가로 두피 뇌파의 전극은 다른 근원의 신호를 포착하여 프랙털 차원의 변형이 될 수 있기 때문에 뇌의 미세한 상태 변화를 구별하는 데 한계가 있음을 보고하기도 하였다. 부분 간질 환자에서 일어나는 신경 생리학적 변화를 보다 정확하게 평가하기 위해서는 뇌파의 다양한 시간대에서 비선형적 분석을 적용하고 비교하는 시도가 필요할 것으로 생각된다.;The EEG recording plays an important role in the diagnosis of coma, toxic-metabolic encephalopathies, and are analyzed visually. At present, some neurologists try to analyze the EEGs objectively on the assumption that EEG is composed by the nonlinear dynamics. Epilepsy is electrically characterized by hyperexcitability and hypersynchrony, and analysis methods derived from the nonlinear theory have been tried on the assumption that neuronal complexity drops with epileptiform discharges since 1986. Digital EEG recordings of interictal states of five partial epileptic patients without cerebral structural lesion were included in this study. We selected an EEG epoch containing interictal epileptiform discharges(stateⅠ) and a normal epoch(stateⅡ) for each patient. We used a software, CHASLM, to perform two nonlinear measures, fractal dimensions and Lyapunov exponent. The statistical analysis was performed by SPSS for windows(9.0). The fractal dimensions of EKG did not changed regardless of the state, and was lower than that of EEG. So we suggest that the complexity of EKG is lower than that of EEG. Mean fractal dimension of all electrodes of stateⅠ were lower than that of stateⅡ, so complexities of all electrodes drop with epileptiform discharges. The fractal dimension and complexity of stateⅠ with epileptiform discharge were lower than that of stateⅡ. And the fractal dimension and complexity of stateⅠ without epileptiform discharges were lower than those of stateⅡ. These results suggest that hypersynchrony is involved in all channels of brain. And the larger distance between the location of the scalp electrode and brain might lead to a decrease in the signal-to-noise ratios and distorsion of fractal dimensions. Future studies should include nonlinear analysis of variable time of EEG in order to evaluate neurophysiologic changes in Partial epilepsy.