Запропоновано метод розв'язання задачі раннього передбачення нападів епілепсії на підставі аналізу багатоканальної електроенцефалограми (ЕЕГ). Цю проблему розглянуто як задачу послідовного виявлення зміни (розладу) спектральних властивостей процесу, що спостерігається. Оскільки характеристики ЕЕГ перед нападом не змінюються миттєво, для опису змін, що наростають, використано модель множинного розладу. Величина, яка характеризує ступінь спектральної нестійкості, використовується як детектор. Непараметричний послідовний метод виявлення розладу реалізовано в обчислювальних алгоритмах, швидкодія яких припускає його використання в реальному часі для 32-канальної ЕЕГ, що відкриває нові можливості для створення системи автоматичного попередження.

Клинико-биохимическими исследованиями установлено, что степень проявления и характер течения эпилептической болезни в значительной степени определяются состоянием окислительно-антиоксидантного равновесия в организме больного. Исследованиями, проведенными на крысах, у которых моделировали бемегридовый киндлинг, подтверждено предположение, что одним из основополагающих факторов в развитии повышенной судорожной активности является нарушение прооксидантно-антиоксидантного равновесия в мозге, что, вероятно, занимает основное место в генезе и в клиническом проявлении эпилепсии.

Предложен подход для предсказания эпилептических припадков из ЭЭГ данных на средневременных интервалах. Метод изучает резкие изменения в полученных данных, используя геометрическую картину сигнала в фазовом пространстве. Подход развит на основе использования реальных клинических ЭЭГ данных, записанных у десяти пациентов, и показал предсказание эпилептических припадков за время до десяти минут перед припадком. Предложены также оценки чувствительности и особенностей предложенного подхода.

Проведено радиоизотопное исследование головного мозга с помощью однофотонной эмиссионной компьютерной томографии в межприступный период 30-ти детям с резистентными формами эпилепсии и эпилептическими синдромами. Выявлено очаги радиоактивной гипоперфузии головного мозга при резистентных формах эпилепсии и эпилептических синдромах. Данный метод можно использовать для диагностики резистентных форм эпилепсии и эпилептических синдромов.

Розглянуто приклад використання апарату неперервного вейвлет-перетворювання для автоматичного виявлення епілептичних проявів на міжприступній електроенцефалограмі. Розроблено принцип автоматичного обчислення діапазону масштабів вейвлет-коефіцієнтів та формування описової послідовності для аналізу епілептичних проявів. Представлено порівняння результативності роботи алгоритму з ручними та автоматичним визначенням параметрів аналізу.

Освещены современные подходы к классификации, диагностике и лечению абсансных форм идиопатической эпилепсии, включая детскую и юношескую абсансную эпилепсии и юношескую миоклоническую эпилепсию. Внимание уделено клинико-генеалогическому анализу родословной больных эпилепсией, а также современным методам электроэнцефалографического обследования с целью ранней диагностики абсансных форм эпилепсии у членов родословной.

Досліджено аспекти диференціальної електроенцефалографічної (ЕЕГ) діагностики первинного та вторинного генералізованих судомних нападів у хворих на епілепсію. Запропоновано комплекс ЕЕГ-обстеження таких хворих з метою встановлення типу нападу та подальшого застосування протисудомних препаратів залежно від типу нападу. З застосуванням розробленого діагностичного комплексу виявлено локальне вогнище за вторинно генералізованих судомних нападів і його відсутність у разі первинно генералізованих судомних нападів. Застосування фото- та фоностимуляції з наростаючою частотою впливу призводить до розбалансування в епілептичній системі та блокування висхідних активуючих впливів. За депривації сну відбувається посилення синхронізувальних механізмів і біоелектричної активності, які домінують під час медикаментозного сну та сприяють більш чіткому прояву епілептичних феноменів, переважно у перехідних стадіях.

На підставі даних комплексного обстеження та лікування 141-го хворого на епілепсію визначено, що особливостями клінічного перебігу в осіб похилого віку є розвиток її внаслідок цереброваскулярних захворювань, превалювання парціальних комплексних епілептичних нападів, помірна частота нападів, ускладнений період після нападу. Визначено особливості інструментальної діагностики епілепсії у хворих похилого віку з застосуванням електроенцефалографічного, доплерографічного та нейровізуалізаційного досліджень. На підставі результатів визначення ефективності диференційованої протисудомної монотерапії вальпроєвою кислотою, карбамазепіном і ламотриджином залежно від типу нападів, ускладнень і оптимальних добових доз цих АЕП, препаратів патогенетичної терапії симптоматичної епілепсії, ефективності комплексної патогенетичної терапії симптоматичної епілепсії, ефективності комплексної протисудимної та патогенетичної терапії симптоматичної епілепсії встановлено терапевтичні особливості епілепсії у хворих похилого віку.

Розроблено методи та засоби часової локалізації епілептиформних комплексів в електроенцефалограмах. Удосконалено методи адаптивної побудови материнських вейвлет-функцій для довільних класів коливань на основі методів власних векторів. З використанням розробленої методики вперше реалізовано алгоритм адаптивної побудови материнських вейвлетів для визначення лікарем класів епілептиформних комплексів, що дозволяє проводити часову локалізацію епілептиформних комплексів в електроенцефалограмі за результатами аналізу вейвлет-спектра. На підставі методу власних векторів удосконалено методи адаптивної побудови еталонів для класів епілептиформних комплексів. Охарактеризовано склад запропонованих еталонів, зокрема, розглянуто родовий комплекс класу епілептиформних коливань і параметри його можливих припустимих спотворень, що дозволяє проводити часову локалізацію епілептоформних комплексів у електроенцефалограмі засобами розпізнавання образів з використанням контекстної інформації. Розроблено експериментальний зразок та досліджено ефективність роботи програмно-апаратного комплексу на базі комп'ютерного електроенцефалографа, який дозволяє проводити локалізацію епілептиформних комплексів у сигналі електроенцефалограми засобами розпізнавання образів та з використанням вейвлет-розкладу сигналу електроенцефалограми.

Розглянуто роботу автоматизованої системи реєстрації ЕЕГ головного мозку для раннього виявлення епілептичних нападів. Розроблено комп'ютерний алгоритм для перетворення складних багатоканальних сигналів ЕЕГ мозку на кілька динамічних показників, супроводжуваних дослідженнями їх просторово-часових властивостей. Роботу алгоритму проаналізовано на великому клінічному наборі даних.

Досліджено особливості ЕЕГ-активності у людей з проявами епілептичної судомної активності. З використанням методів лінійного аналізу, зокрема спектральний аналіз та вейвлет-перетворення, порівнювали характеристики ЕЕГ пацієнтів, хворих на епілепсію, з ЕЕГ здорових індивідів. Ідентифіковано дійсні ефекти епілептичних нападів; для цього диференційовано ефект нападів від артефактів різних типів, викликаних у обстежуваних осіб ментальною та фізичною тест-активністю. Особливий інтерес викликав частотний діапазон 1 - 2 Гц, де було виявлено пік спектральної потужності, типовий для епілептичної судомної активності. Крім того, встановлено, що в цьому частотному діапазоні є аномальний розподіл величин відносної вейвлет-енергії (RWE) сигналу. Виявлено, що частотний діапазон 7,97 - 15,94 Гц може слугувати індикатором преіктальної активності в ЕЕГ-сигналах.

Обстежено 62 хворих на епілепсію травматичного генезу з несприятливим перебігом, які скоїли суспільно небезпечні дії та були визнані непідсудними. Хворих, залежно від динаміки клінічної симптоматики, поділено на три підгрупи (варіанти). Встановлено чинники, що впливають на рівень соціальної небезпеки хворих зазначених підгруп. Підкреслено, що вибір конкретних видів примусового лікування даної категорії хворих залежить від рівня їх соціальної небезпеки, який, в свою чергу, визначається сумарною оцінкою юридичного (важкість суспільно небезпечних дій) та медичного (особливості психопатологічної симптоматики та тип механізмів скоєння протиправних дій) критеріїв.

Показано поведение временной зависимости энтропии перестановок при изменении порядка с третьего до седьмого для электроэнцефалограмм, содержащих эпилептиформную активность. Установлено, что изменение порядка в пределах от трех до семи не имеет существенного влияния на получаемые результаты. Выделено две различные группы сигналов, содержащих эпилептиформную активность, одна со снижением энтропии перестановок в области с эпилептиформной активностью, а другая - с увеличением энтропии перестановок при эпилептиформной активности.

Проаналізовано проблеми, пов'язані з трьома методами аналізу даних щодо епілепсії головного мозку: робастним, покомпонентним і динамічним. Запропоновано пряму і обернену моделі відображення головного мозку. Обговорено напрями досліджень для одержання робастних обернених відображень і проведення динамічного аналізу епілептичного мозку.

Досліджено застосування кореляції між каналами сигналу ЕЕГ для прогнозування епілептичних нападів. Прогнозування нападів розглянуто як задача класифікації станів між нападами та перед нападом. Запропоновано використання коефіцієнтів кореляції між каналами сигналу та проведено дослідження впливу довжини вікна, в якому вони розраховуються, на результат прогнозування. Дослідження проводилось з використанням бази сигналів інтракраніальних електроенцефалограм (іЕЕГ), яка містить сигнали 5 собак та 2 людей загальною тривалістю 678 годин. Для класифікації використано метод опорних векторів. Результат прогнозування оцінювався за допомогою середньої площі під ROC-кривою (AUC). Встановлено, що використання коефіцієнтів кореляції між каналами надає достатньо високий результат під час прогнозування, а саме: під час використання довжини вікна від 10 до 180 секунд середня площа під ROC-кривою змінюється в діапазоні 0,928 - 0,938 і має максимальне значення при використанні вікна довжиною 30 секунд. Одержані результати можна використовувати при побудові та покращанні систем прогнозування епілептичних нападів.

Розглянуто проблематику прогнозування епілептичних нападів на основі аналізу сигналів електроенцефалограм. Розглянуто основні методи аналізу сигналів, які застосовуються при прогнозуванні та наведено результати використання цих методів. Увагу приділено методам аналізу сигналів в часовій області (енергія сигналу та довжина кривої), методам, в яких аналізують результати перетворення (спектрально-часовий та вейвлет-аналіз), нелінійним методам (ентропійний аналіз та аналіз синхронізації). Визначено, що основними проблемами, які виникають при прогнозуванні епілептичних нападів, є низька завадостійкість методів та неможливість їх застосування для сигналів ЕЕГ, виміряних неінвазивно. Наведено рекомендації щодо напрямку подальших досліджень в сфері прогнозування епілептичних нападів.

Досліджено вплив схеми відведення сигналу електроенцефалограми (ЕЕГ) з референтним електродом на іпсілатеральному вусі та з усередненим референтом на ефективність прогнозування епілептичних нападів при зміні довжини вікна аналізу ЕЕГ та довжини преіктального періоду. Визначено, що для частини пацієнтів (9 з 20-ти) використання схеми відведень з референтним електродом на іпсілатеральному вусі надає більш високі результати при використанні довжин вікна аналізу ЕЕГ від 2 до 10 секунд і для всіх значень довжини преіктального періоду. При довжині вікна від 90 до 300 секунд більш ефективною є схема з усередненим референтом.

Цель работы - определение возможностей 18F-ФДГ-ПЭТ/КТ (позитронно-эмиссионная томография, совмещенная с компьютерной томографией, с применением 18F-фтордезоксиглюкозы) для латерализации и локализации очага при височной и вневисочной эпилепсии и картирование функционально значимых зон мозга у данной категории пациентов. 18F-ФДГ-ПЭТ/КТ реализовывалась на основе статистического анализа с использованием трехмерной стереотаксической проекции поверхности (3D-SSP) на рабочей станции ADW4.6 с применением программного пакета CortexID. Одновременно анализировались клинические данные, результаты магнитно-резонансной томографии и электроэнцефалографии (ЭЭГ). Обследовано 42 пациента (25 мужчин и 17 женщин, возраст которых составил 33 +- 11 лет), страдающих эпилепсией с фармакорезистентным течением, с применением следующих методов: магнитно-резонансной томографии головного мозга, 18F-ФДГ-ПЭТ/КТ, ЭЭГ и ЭЭГ-картирования. Время проведения ПЭТ/КТ с момента последнего приступа составляло от 3 до 14 дней. У 21 пациента из 42 (в 50 % случаев) визуально обнаружены очаги гипометаболизма в височной (преимущественно), а также теменной и лобной долях полушарий головного мозга. Выявленные фокусы и зоны гипометаболизма, как правило, соответствовали эпилептогенному очагу, выявляемому по данным ЭЭГ-картирования. При сравнении гипометаболических фокусов и областей, визуально и статистически выявленных на 18F-ФДГ-ПЭТ/КТ, локализация эпилептического очага по данным рутинной ЭЭГ была сопоставимой у 16 из 42 пациентов, а по данным ЭЭГ-картирования - у 20 из 42 пациентов. При оценке 18F-ФДГ-ПЭТ/КТ при помощи программного пакета CortexID дополнительно констатировались гипометаболизм и зоны асимметрии метаболической активности у 8 из 42 пациентов (в 19 % случаев), которые не были выявлены при стандартной визуальной оценке. В 31 % случаев (у 13 из 42 пациентов) отсутствовали достоверные признаки патологической метаболической активности головного мозга. Выводы. 18F-ФДГ-ПЭТ/КТ головного мозга является важным компонентом диагностических алгоритмов у пациентов с эпилепсией. Важно отметить, что совокупная оценка данных 18F-ФДГ-ПЭТ/КТ с результатами других методов исследования повышает точность диагностики, так как особенностью патогенеза эпилепсии являются динамические изменения, происходящие в разных структурах мозга. Выявленные очаги гипометаболизма 18F-ФДГ могут рассматриваться как функциональная недостаточность и являться относительным показанием для повышения интегративного контроля мозга с помощью методов нейромодуляции или фармакологической коррекции.

Запропоновано підхід до вибору оптимальних порядків мультиваріативних авторегресійних (МВАР) моделей сигналів електричної активності мозку пацієнтів, яким поставлено діагноз епілепсії. Проведено МВАР-моделювання та статистичний аналіз оптимальних порядків моделей ділянок сигналів до, під час та після епілептичного нападу. Для оцінки якості моделей використано інформаційний критерій Шварца - Байєса з урахуванням коваріаційної матриці залишків змодельованих даних. Якість оцінено за допомогою коефіцієнта кореляції Пірсона між реальними та змодельованими даними. В експериментальній частині було використано записи електроенцефалографічних (ЕЕГ) сигналів з двох наборів даних для генералізованих та фокальних епілептичних нападів. За результатами проведеної роботи рекомендовано обирати значення порядків МВАР моделей ЕЕГ-сигналів для зазначених ділянок в діапазоні 11 - 13. Вказано шляхи подальших досліджень електричної активності мозку та функціональних зв'язків його відділів під час епілептичної активності.

Епілепсія - одне з найпоширеніших неврологічних захворювань, яке має широкий спектр когнітивних і соціальних проявів. У ході дослідження застосовано методи виділення та відбору статистичних ознак інтракраніального електроенцефалографічного сигналу для виявлення епілептичної активності та її ранньої діагностики. Запропонований підхід базується на застосуванні дискретного вейвлет-перетворення та методах обробки сигналів для створення вектора ознак. Метод головних компонент і метод опорних векторів використано для зменшення розмірності вектора ознак та бінарної класифікації. За результатами роботи вектор із тринадцяти компонент було зменшено до вектора з п'яти компонент зі збереженням специфічності та чутливості класифікації.