Influence of tissue conductivity changes on the EEG signal in the human brain - A simulation study

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss von pathologischen Gewebeveränderungen im Gehirn, die durch Tumoren, Ischämien oder Ödeme verursacht werden, auf die Ausbreitung elektrischer Felder und damit auf die Elektroenzephalographie (EEG). Die in einem Teilvolumen eines Kopfmodells mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode simulierten elektrischen Potentiale wiesen aufgrund der krankheitsbedingt gestörten Anisotropie und der veränderten Leitfähigkeit des Gewebes in fast allen Fällen einen Anstieg der Magnitude des Signals an der Oberfläche auf - selbst im Falle einer Ischämie, bei der die Leitfähigkeit rapide abfällt. Ein in einer Hirnfurche (Sulcus) liegender, radial orientierter Dipol produzierte höhere Oberflächenpotentiale als ein auf einer Hirnwindung (Gyrus) liegender, sich näher an der Hirnoberfläche befindlicher Dipol, und zwar dann, falls die Leitfähigkeit des darunter liegenden Gewebes sehr gering war, wie es bei realen anämischen Infarkten der Fall ist. Dies kann mit einer verringerten Anisotropie der Gewebeleitfähigkeit und dem “Shunting-Effekt” erklärt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass pathologische Veränderungen bei der Evaluierung von EEG-Signalen und vor allem bei einer EEG-basierten Analyse der Quellen beachtet werden müssen.