Comparison of quantitative EEG parameters from four different analysis techniques in evaluation of relationships between EEG and CBF in brain infarction

Abstract

Four computerized EEG analysis techniques (power spectral density using Fast Fourier Transform, period and amplitude analysis, normalized slope descriptors and a zeroline crossing variant) were compared with each other with regard to regional cerebral blood flow (rCBF) in 22 patients with unilateral supratentorial brain infarction. rCBF was measured by an intravenous injection of ¹³³Xenon isotope.

The mean frequency of the EEG was determined by all the 4 computer techniques. The frequencies by all these methods showed almost significant or significant correlations with regional cerebral mean flow (rCBF_m) in the infarcted hemisphere, the highest correlation existing between the power spectral density frequency and rCBF_m (r = 0.60, P < 0.01). Some of the other power spectral density parameters showed even higher correlations with rCBF_m, the highest one being between delta activity and rCBF_m (r = −0.75, P < 0.001). When using stepwise regression analysis for comparison of EEG parameters with rCBF_m, the first 3 parameters entered were all from the power spectral density analysis. Thus, the power spectral density parameters seem to include the main information to be extracted from the EEG by these quantification methods. The correlation coefficients between the EEG and regional fast compartmental flow (rCBF_f) were lower than those between the EEG and rCBF_m. No significant correlation existed between the EEG and rCBF in the contralateral hemisphere of the infarction patients.

The results suggest that in the quantification of the EEG in cerebral ischaemia the power spectral density is superior to the other analysis techniques evaluated in this study.

Résumé

Quatre analyses de l'EEG traitées pas ordinateur (Transformée rapide de Fourier (FFT), analyse de période et d'amplitude, descripteurs de pente normalisée et variante d'intersection de la ligne au point zéro) ont été comparées les unes aux autres relativement au débit sanguin cérébral régional (DSC) chez 22 patients atteints d'infarctus unilatéral et supratentorial cérébral. Le DSC a été mesuré par injection intraveineuse de l'isotope ¹³³Xe.

La fréquence moyenne de l'EEG a été déterminée par ces 4 méthodes. Les fréquences de chacune d'elles ont montré des corrélations soit presque significatives soit significatives avec le débit moyen régional cérébral (DSC_rm) dans l'hémisphère oú s'est produit l'infarctus, mais la corrélation la plus grande s'est montrée entre la fréquence de la FFT et celle du DSC_rm (r = 0,60, P < 0,01). Quelques uns des autres paramètres FFT ont même montré de plus grandes corrélations avec le DSC_rm, la plus grande étant celle qui existe entre l'activité delta et le DSC_rm (r = −0,75, P < 0,001). Lorsqu'on a utilisé une analyse rétrospective par paliers pour comparer les paramètres de l'EEG et ceux du DSC_rm, les 3 premiers paramètres passés par l'ordinateur provenaient tous de l'analyse FFT. Par conséquent les paramètres FFT semblent contenir la plus grande partie de l'information qu'on puisse tirer de l'EEG par ces méthodes d'analyse quantitative. Les coefficients de corrélation qui existent entre l'EEG et le débit rapide compartimenté régional (DSC_rr) étaient plus bas que ceux qu'il y avait entre l'EEG et le DSC_rm. On n'a pas trouvé de corrélations importantes entre l'EEG et le DSC_rr dans l'hémisphère contrelatéral des patients atteints d'infarctus.

Les résultats laissent penser que dans l'évaluation quantitative de l'EEG dans l'ischémie cérébrale, la FFT est supérieure aux autres techniques d'analyse examinées dans cette étude.