Die EEG-Ruhemessung

Jeweils vor und nach einer Neurofeedbacksitzung wurde ein fünfminütiges Ruhe-Elektroenzephalogramm des Patienten erhoben und aufgezeichnet.

Datenaufzeichnung und Geräte

Die EEG-Aufzeichnung wurde – ebenso wie das Training - am NeuroPrax-System der Firma eldith© (Electro-Diagnostic & Therapeutic Systems GmbH, Ilmenau, Deutschland) vorgenommen. Das NeuroPrax mit seinen Komponenten und den Feedbackeinstellungen soll im kommenden Kapitel beschrieben werden. An dieser

Stelle werden die technischen Daten und Einstellungen, die für eine EEG-Aufzeich-nung relevant sind, erläutert.

Die Positionierung der Elektroden orientierte sich nach dem internationalen 10/20 System (Jasper, 1958). Es wurden mit Hilfe einer Elektrodenhaube („Easy Cap“ von FMS, Gräfelfing) vier enzephale Elektroden eingearbeitet: F3, F4, Fc1, Fc2, die Refe-renzelektrode wurde am rechten Mastoiden (Knochen hinter dem rechten Ohr) an-gebracht; die Erdungselektrode befand sich am linken Mastoiden. Bei den vier Pati-enten, die das intensive Training durchliefen, wurde die Referenzelektrode gemittelt über beide Mastoiden erhoben; die Erdungselektrode befand sich unter dem linken Mastoiden. Die Auswahl des Elektrodensetups für die EEG-Ruhemessung war die gleiche wie das Setup des Trainings. Die Herleitung des Trainingssetups wird in Kap.5.4.2 näher erläutert.

Augenbewegungen stellen eine Fehlerquelle bei der Erfassung des EEG-Signals dar und sollten daher aufgezeichnet werden. Um Augenartefakte zu quantifizieren, wur-den zwei Elektrowur-den jeweils über und unter einem Auge (vertikales Elektrookulo-gramm, VEOG) und zwei an den äußeren Rändern der beiden Augenhöhlen (hori-zontales Elektrookulogramm, HEOG) positioniert.

Bei den Elektroden handelte es sich um ringförmige gesinterte Silber-Silberchloride-lektroden. Vor dem Anbringen wurden die ringförmigen Öffnungen der Haube, die Mastoiden und Augenpositionen mit Alkohol gesäubert und mit einem abrasiven Gel (ABRALYT HiCL) die Übergangsimpedanzen zwischen der Kopfhaut und der Elekt-rode reduziert. Die in die Haube eingearbeiteten ElektElekt-roden wurden anschließend mit dem Gel aufgefüllt; bei den restlichen wurde das Gel ringförmig auf den Elektro-denkopf aufgetragen und mit Hilfe eines schmalen Pflasters auf der Haut ange-bracht.

Der Patient saß auf einem bequemen Stuhl in einem ruhigen Therapieraum vor dem abgedeckten Feedbackmonitor und wurde instruiert, fünf Minuten lang auf den ver-deckten Monitor zu schauen, dabei so wenig Augenbewegungen wie möglich zu machen und ruhig zu sitzen.

Das EEG-Signal wurde über den NeuroPrax DC-EEG-Verstärker registriert, der mit einer Eingangsimpedanz von > 10 G arbeitet. Die Abtastrate wurde auf 128 Ab-tastpunkte festgelegt; dies ermöglicht die Analyse des Frequenzspektrums von 0

Empirischer Teil: Methoden 65

bis ca. 45 Hz, die für unsere Zwecke (Rückmeldung und Auswertung von Frequen-zen bis 12 Hz) ausreichen. Um Drifts, die beispielsweise durch Schweißbildung auf der Kopfhaut entstehen, zu vermeiden, wird normalerweise das Signal nach unten hin begrenzt (hochpassgefiltert); der NeuroPrax DC-EEG Verstärker ist allerdings in der Lage, ab einer Frequenz von 0 Hz zu messen (siehe www.eldith.de). Die Wi-derstände wurden unter 5 k gehalten.

Datenbearbeitung und -auswertung

Das Rohsignal wurde exportiert und mit einer von eldith zur Verfügung gestellten Software (NPIEM, NeuroPrax Import Export Manager) in eine EDF Datei (European Data Format) umgewandelt, damit sie von der in der AG Psychologie standardmäßig genutzten EEG+MEG Analysesoftware BESA® gelesen werden kann.

Mit Hilfe von BESA (Brain Electrical Source Analysis, MEGIS Software GmbH, Grä-felfing, Deutschland), Version 5.1.4, wurden die Daten wie folgt bearbeitet:

Filter

Um den Einfluss äußerer Störquellen zu reduzieren, kam ein 50 Hz Notch Filter zum Einsatz.

Artefaktkorrektur (offline)

Die gesamte Datenstrecke wurde „per Hand“ nach Artefakten durchsucht. Mit Hilfe der Augenelektroden wurden dabei Blinzler, Augenbewegungen, aber auch andere Bewegungsartefakte markiert und von den folgenden Analyseschritten ausge-schlossen.

Spektralanalyse

Die gebräuchlichste Möglichkeit die Variationen des spontanen EEG mit Hilfe quan-titativer Parameter differenziert zu beschreiben, ist die Spektralanalyse, mit deren Hilfe die Intensität verschiedener Frequenzkomponenten dargestellt werden kann.

Dazu wird die Zeitreihe einer Fourier-Transformation unterzogen und kann graphisch durch ein Powerspektrum (Power = Amplitudenquadrat) dargestellt werden.

Die Blockgröße, über die eine FFT (Fast Fourier Transformation) berechnet wurde, beträgt hier 4 Sekunden, bzw. 512 Datenpunkte. Bei einer Abtastrate von 128 Punk-ten ergibt sich damit eine Auflösung von 0,25 Hz für das Powerspektrum.

Amplitu-den über 100 µV und Gradienten über 50 µV wurAmplitu-den dabei als Artefakte behandelt und von der FFT Analyse ausgeschlossen.

Die Power in den einzelnen Frequenzbändern ist ein Indikator für die Aktivität der mit den Elektroden erfassten Neuronenverbände. Relevant für die vorliegende Trai-ningsstudie ist die Power in den Frequenzbändern Delta (0,5 – 4 Hz) und Alpha (8-12 Hz) und die Power des Quotienten aus Alpha und Delta. Das Verhältnis dieser beiden Frequenzbänder wurde für jede Sitzung mit Hilfe von MATLAB^® (MATLAB 5.1 für PC, www.mathworks.de) ermittelt. Die quadrierten Amplituden wurden für alle 255 Frequenzpunkte (0 bis 45 Hz) über die vier Elektroden gemittelt. Danach wurden die Frequenzen in die einzelnen Frequenzbänder wie folgt aufgeteilt:

Deltaband: 3 – 4 Hz Thetaband: 4 – 8 Hz Alphaband: 8 – 12 Hz Betaband: 12 – 30 Hz Gammaband: 30 – 45 Hz

Die Power innerhalb eines Bandes jeweils für die prä- bzw. post-Messung wurde durch die gesamte gemittelte Power geteilt, um auf diese Weise ein Verhältnismaß zu erhalten, welches sensitiv ist für Veränderungen eines Bandes im Vergleich zu anderen Bändern. Absolute Powererhöhungen oder -reduktionen einer Sitzung im Vergleich zu anderen Sitzungen fallen so weniger ins Gewicht.