Troubles du sommeil et EEG

Électroencéphalographie (EEG) et Neurologie

L'électroencéphalographie (EEG) est une technique neurophysiologique qui enregistre l'ensemble des activités électriques d'origine cérébrale, captées par des électrodes placées sur le cuir chevelu. Elle étudie la différence de potentiel entre deux électrodes pour identifier les rythmes physiologiques et les anomalies. Ces activités sont permanentes et varient en fonction de l'état de conscience, offrant une très bonne résolution temporelle.

L'EEG est un examen peu coûteux, facilement réalisable (en laboratoire, au lit du patient, en réanimation), non invasif, et sans contre-indication majeure. Il peut être répété ou prolongé. Cependant, sa pertinence est fortement conditionnée par des cahiers des charges précis pour sa réalisation et son interprétation, et il est sensible à l'environnement électrique et aux mouvements. Sa résolution spatiale est limitée, et l'interprétation nécessite un personnel expert.

La rentabilité de l'EEG dépend de la clarté de l'indication clinique, de la qualité des informations cliniques/thérapeutiques, de la qualité de l'acquisition, de l'expertise de l'interprète et de la clarté du rapport. Il repose sur une démarche d'analyse électroclinique.

Historique de l'EEG

• Luigi Galvani (1737-1798) : Démonstration de l'électricité animale par la contraction des membres inférieurs d'une grenouille.
• Richard Caton (1875) : Premier enregistrement de l'activité électrique cérébrale sur le cortex nu d'animaux et découverte des potentiels fluctuants constituant l'activité EEG.
• Hans Berger (1929) : Premier enregistrement EEG de scalp chez l'homme à Iéna. Il a décrit l'activité de fond de type alpha et sa réactivité, les fluctuations EEG selon la vigilance, et les fuseaux de sommeil.
• Années 1950-1960 : Développement de l'EEG en pratique courante, notamment par l'École Marseillaise (Gastaut).
• Années 1980 : Généralisation de l'imagerie, entraînant une réduction des indications de l'EEG.
• Années 2000 : Généralisation de l'EEG numérique et développement des techniques de localisation de source (imagerie électrique et magnétique).

L'EEG présente une excellente résolution temporelle (milliseconde) mais une résolution spatiale limitée.

Électrogenèse Cérébrale et Origine du Signal EEG

Le signal EEG provient des courants extra-cellulaires générés par l'activité électromagnétique des cellules neuronales. Dans le néocortex, les cellules pyramidales sont organisées en colonnes corticales. Le signal enregistré est la résultante des champs de courant créés dans le milieu extracellulaire par les potentiels post-synaptiques excitateurs (PPSE) et inhibiteurs (PPSI) reçus par des populations synchrones de neurones.

Corrélats Neuronaux

Pour générer un signal détectable sur le cuir chevelu, le signal d'un seul dipôle est insuffisant. Il faut l'addition de charges provenant de 10 000 à 50 000 cellules pyramidales. Ces neurones doivent impérativement être :

1. Disposés en parallèle : pour éviter que les charges ne s'annulent.
2. Actifs de manière synchrone : pour créer un signal suffisamment important.

La dépolarisation des synapses dendritiques des cellules pyramidales crée un dipôle électrique, qui est à l'origine du signal EEG.

Les PPSE se produisent principalement au niveau des dendrites apicaux, tandis que les PPSI se situent davantage sur les dendrites basaux. L'EEG enregistre la sommation de ces PPSE et PPSI post-synaptiques, et non les potentiels d'action.

Rôle du Technicien en EEG

Le technicien joue un rôle crucial à toutes les étapes de l'examen EEG :

• Accueil du patient : prise de rendez-vous, installation en laboratoire ou au lit du patient, explications du déroulement de l'examen.
• Collecte d'informations : saisie des données informatiques, identitovigilance, détermination de l'indication de l'examen, antécédents médicaux, contre-indications aux stimulations, informations sur les examens neurologiques ou d'imagerie.
• Préparation du patient et de l'équipement :
  • Utilisation de casque de taille adaptée + surgifix, seringues et aiguilles émoussées, électrogel + pierre ponce, alcool modifié.
  • Dégraissage léger du cuir chevelu.
  • Positionnement précis du casque en respectant la ligne médiane et l'emplacement des électrodes (système 10/20).
  • Connexion du bonnet à la tétière, pose des électrodes cardiaques.
  • Injection de gel dans chaque électrode avec mouvements rotatoires pour écarter les cheveux.
• Contrôle des impédances : Vérification de la qualité et l'homogénéité des impédances (< 5000 Ω ou KΩ). En cas d'impédances incorrectes, frotter le cuir chevelu, vérifier le contact électrodes/cuir chevelu, le branchement, ou changer le fil/l'électrode.
• Paramètres d'acquisition :
  • Gain de visualisation : .
  • Filtres basses fréquences : 70 Hz.
  • Filtres hautes fréquences : 0.5 Hz.
  • Filtre secteur ou Notch : 50 Hz (si nécessaire).
  • Vitesse de déroulement du tracé : 20 secondes/page.
• Paramètres vidéo : Positionnement de la caméra (plan large ou zoom), ajustement des paramètres.
• Réalisation de l'enregistrement : observation clinique, appréciation du rythme de fond, ajustement du montage/des filtres, correction des artéfacts, annotations (YO, YF, MOCS...), intervention en cas de crise.
• Débranchement : arrêt du tracé, retrait du dispositif, nettoyage du cuir chevelu, transfert du tracé.

Types d'Examens EEG

L'EEG peut être réalisé sous diverses formes, adaptées aux indications cliniques spécifiques :

Type d'examen	Durée / Conditions	Indications	Particularités
Tracé standard	20 minutes, veille, repos et activation	Diagnostic, suivi de l'épilepsie	HPN et SLI (Stimulation Lumineuse Intermittente) sont les activations standards.
Tracé de sieste	2 heures, veille et sommeil, privation de sommeil	Diagnostic d'épilepsie, classification	Augmente la sensibilité de l'EEG, utile pour les anomalies survenant uniquement pendant le sommeil.
Tracé de sommeil nocturne	12 heures, polygraphie, privation de sommeil	Épilepsie, troubles du sommeil	Enregistrement prolongé pour observer les anomalies liées au sommeil.
Tracé ambulatoire	24h, 48h, voire plus	Suivi d'épilepsie connue (quantification), recherche d'anomalies rares, diagnostic différentiel (CNEP)	Conditions écologiques, coût moindre. Inconvénients : absence de vidéo, plus d'artéfacts.
Tracé de très longue durée	1, 2, 3 jours...	Enregistrement de crises rares	Souvent utilisé en bilan pré-opératoire d'épilepsie focale pharmaco-résistante.
EEG avec électrodes cérébrales profondes (SEEG)	—	Bilan pré-opératoire d'épilepsie focale pharmaco-résistante	Technique invasive, offrant une résolution spatiale très élevée.

Le Système 10-20 de Jasper

Le placement des électrodes EEG est standardisé par le système 10-20 de Jasper pour assurer une reproductibilité. Ce système utilise des repères anatomiques précis et des pourcentages de distances pour positionner les électrodes symétriquement sur le scalp.

Repères Anatomiques

• Nasion : point de jonction entre l'arête du nez et le crâne.
• Inion : point le plus proéminent de l'os occipital, à la base du crâne.
• Tragus Droit et Gauche : creux pré-auriculaires, juste devant l'ouverture de l'oreille.

Détermination des Électrodes

1. Mesurer la distance Nasion-Inion et diviser par 2 pour trouver le point central Cz.
2. Mesurer la distance Tragus-Tragus et diviser par 2 pour vérifier le positionnement de Cz.

Cz est l'électrode médiane dans les sens longitudinal et transverse. Les électrodes sont ensuite nommées selon leur localisation :

• Paires : côté droit.
• Impaires : côté gauche.
• Z : lignes médianes (Vertex).
• F : Frontales.
• Fp : Frontopolaires.
• C : Centrales (rolandiques).
• T : Temporales.
• P : Pariétales.
• O : Occipitales.

Montages et Références

Une dérivation est la différence de potentiel entre deux électrodes. Un montage est une association de dérivations. Les systèmes numérisés permettent de changer les montages, filtres et références a posteriori.

Types de Montages

1. Bipolaires : Enregistrent la différence de potentiel entre deux électrodes contiguës.
   • Longitudinaux : électrodes alignées d'avant en arrière (ex: Fp2-F8, F8-T4).
   • Transverses : électrodes alignées latéralement (ex: Fp1-Fp2).
2. Monopolaires ou Référentiels : Enregistrent la différence de potentiel entre une électrode d'intérêt et une électrode de référence commune.
   • Référence moyenne : Introduite par Goldman et Offner (1950), c'est la différence entre l'électrode active et la moyenne des potentiels de toutes les électrodes.
   • Autres références : Extracéphalique (oreille), Céphalique (Cz), Nasion, Inion.

Filtres et Polygraphie

Filtres

• Filtres hautes fréquences (passe-bas) : Permettent de supprimer les fréquences rapides (ex: 70 Hz).
• Filtres basses fréquences (passe-haut) : Permettent de supprimer les fréquences lentes (ex: 0.5 Hz).
• Filtres 50 Hz ("Notch") : Éliminent les interférences du courant secteur (60 Hz aux USA).

Polygraphie

Enregistrement simultané de signaux électriques d'origines différentes pour compléter l'EEG :

• EMG (Électromyogramme) : Signal rapide () pour les myoclonies, sommeil, épilepsie.
• EOG (Électro-oculogramme) : Mesure les mouvements oculaires (le globe oculaire est polarisé). Utile pour le sommeil et les artéfacts de clignement.
• ECG (Électrocardiogramme) : Deux électrodes de surface (thorax, poignets) pour le bilan de malaises, épilepsie, sommeil.
• Vidéo-EEG : Enregistrement prolongé de l'EEG synchronisé avec la vidéo, souvent avec ECG, EMG, rythme respiratoire et . Indispensable pour l'enregistrement et l'analyse des crises.

Méthodes d'Activation

Les méthodes d'activation visent à provoquer ou accentuer les anomalies EEG.

1. Hyperpnée (HPN)

Respiration profonde (20/min) pendant 3 minutes. Elle induit une hypocapnie (chute de ) entraînant une vasoconstriction cérébrale et une diminution du flux sanguin. Cela peut précipiter des crises épileptiques, notamment les absences (EAE) et les crises partielles/CNEP.

Contre-indications :

• Hématome ou hémorragie intracérébrale récente.
• Hypertension intracrânienne (HTIC).
• Pathologies cardio-respiratoires sévères.
• Drépanocytose, glaucome à angle fermé.

Effets physiologiques :

L'HPN provoque un ralentissement physiologique du rythme cérébral (ex: 5 c/s) qui doit disparaître en 2-3 minutes après l'arrêt de la manœuvre. Le patient peut ressentir des sensations de malaise transitoires (tête qui tourne, fourmillements).

2. Stimulation Lumineuse Intermittente (SLI)

Utilise un stroboscope délivrant des flashs lumineux intenses à différentes fréquences (1, 3, 6, 9, 10, 15, 20, 30 Hz) devant les yeux (ouverts puis fermés) pour rechercher une photosensibilité.

Contre-indications :

• Moins de 1 an.
• État de mal épileptique (EDM).
• Sédations, pathologies ophtalmiques.
• Cécité d'origine centrale (à réaliser en cas de cécité périphérique).
• Cas particuliers : Creutzfeldt-Jakob, Céroïde-lipofuscinose (SLI basses fréquences prolongées).

Réponses :

• Normale : Rien ou entraînement (réponse du rythme cérébral à la fréquence de la stimulation).
• Photo-myoclonique (physiologique) : Artéfacts musculaires (frontaux) sans relation avec l'activité cérébrale, à la même fréquence que la SLI.
• Photo-paroxystique : Apparition de grapho-éléments épileptiques (pointes-ondes, polypointes) pouvant être accompagnés de manifestations cliniques (clonies palpébrales). La stimulation doit être arrêtée rapidement pour éviter une crise.

3. Sommeil et Privation de Sommeil

Le sommeil et sa privation augmentent la sensibilité de l'EEG à détecter des anomalies épileptiques, car certaines anomalies ne surviennent que pendant le sommeil.

4. Autres Activations

• Stimulations sensorielles : Sons (épilepsies réflexes), musique (épilepsies musicogéniques), surprise, eau, alimentation, mastication.
• Activités cognitives : Lecture, maths, échecs.
• Émotions.
• Stimulations auditives et nociceptives : En cas de diminution de la conscience, pour évaluer la réactivité cérébrale.

Principaux Rythmes de Fond et Anomalies Paroxystiques

L'EEG permet de distinguer les rythmes (activités continues et stables) des paroxysmes (éléments de début et fin brusques).

Rythmes de Fond

Bande de Fréquence	Symbole	Fréquence	Caractéristiques
Delta			Associé au sommeil profond, pathologies cérébrales.
Thêta		4-7.5 Hz	Associé à la somnolence, méditation, tâches cognitives.
Alpha		8-13 Hz	Présent en veille calme, yeux fermés, max postérieur, bilatéral, symétrique. Réactif à l'ouverture des yeux. Fréquence varie avec l'âge.
Bêta		14-30 Hz	Max fronto-central, bilatéral. Associé à la veille active, processus cognitifs.
Gamma			Associé aux processus cognitifs complexes, attention.

Anomalies Paroxystiques

Épileptiques :

• Intercritiques :
  • Simples : pointes (), ondes lentes à front raide (70-200 ms).
  • Complexes : Pointe-Onde, PolyPointe, PPO (PolyPointe-Onde).
• Critiques : Décharge rythmique d'éléments paroxystiques, associée à une traduction clinique.
  • Décharges généralisées de PO et PPO (ex: absences).
  • Décharges recrutantes généralisées ou focalisées.
  • Activités lentes focales rythmiques.
  • Crises toniques ou tonico-cloniques généralisées.

Les Artéfacts en EEG

Les artéfacts sont des activités électriques extra-cérébrales qui "polluent" le signal EEG. Le rôle du technicien est de les détecter, reconnaître, alerter et corriger.

Artéfacts d'origine humaine :

• Électrocardiogramme (ECG) : Pointes rythmiques. Vérifier les impédances, mettre un ECG.
• Électromyogramme (EMG) : Activité rapide, irrégulière, temporale, frontale, occipitale (tension musculaire). Gérer le confort du patient.
• Mouvements : Interfèrent directement avec le signal.
• Électro-oculogramme (EOG) : Mouvements oculaires et palpébraux, activité lente, frontale. Demander au patient de garder les yeux immobiles.
• Électrodermogramme (transpiration) : Signal très lent, ample, diffus. Optimiser la température de la pièce.
• Pulsation : Électrode sur un vaisseau sanguin. Déplacer l'électrode.
• Mastication, Froncements de sourcils : Provoquent des artéfacts musculaires frontaux.

Artéfacts provenant de l'environnement ou du matériel :

• Artéfact d'électrode : Mal collée, fil cassé. Changer l'électrode.
• Artéfact 50 Hz : Interférence d'une source électrique (respirateur, appareil de stimulation). Éloigner la source, utiliser le filtre Notch 50 Hz.
• Artéfact d'iso-signal : Gel ayant coulé entre deux électrodes, créant un pont électrique et un signal identique. Nettoyer avec de l'alcool pour sécher le gel.

Place de l'EEG dans la Prise en Charge de l'Épilepsie

Bien que le diagnostic et le suivi de l'épilepsie soient principalement cliniques, l'EEG est indispensable. Sa sensibilité à détecter les anomalies épileptiques varie de 12 à 56%, mais augmente avec les méthodes d'activation (50-90%) et la répétition des EEG. Sa spécificité est bonne (78-98%).

Indications Principales :

• Diagnostic positif d'épilepsie : Après une première manifestation évocatrice. L'EEG aide à évaluer le risque de récidive (43% à 81% si anomalies épileptiques, 40% à 25% si EEG normal).
• Diagnostic syndromique : Basé sur la clinique et l'EEG, il oriente les choix thérapeutiques et le pronostic.
• Suivi de l'épilepsie : Pas systématique, mais utile en cas de résistance primaire aux traitements, modification de la sémiologie, aggravation secondaire, diagnostic de CNEP (Crises Non Épileptiques Psychogènes), ou contexte clinique peu informatif.
• Décision d'arrêt de traitement : La valeur prédictive de l'EEG pour le risque de récurrence est controversée, mais meilleure chez les enfants, dans les épilepsies généralisées, ou si des anomalies apparaissent après l'arrêt.
• Diagnostic différentiel : Distinguer l'épilepsie de malaises, pertes de connaissance, syncopes, et CNEP. L'enregistrement EEG-vidéo est crucial pour un diagnostic de certitude des CNEP (EEG normal intercritique et critique).

Autres indications :

• Troubles de la conscience (coma) : orientation étiologique, pronostic.
• États confusionnels et détérioration intellectuelle récente.
• Encéphalopathies métaboliques, toxiques, infectieuses (encéphalites).
• Néonatalogie : prématurité, degré de maturation, détection de complications (souffrance anoxo-ischémique).
• Troubles du sommeil : parasomnies.

Synthèse et Points Clés

• L'EEG est un outil clé en neurologie, offrant une excellente résolution temporelle pour l'étude de l'activité électrique cérébrale.
• Il dépend de la sommation synchrone et parallèle de l'activité de milliers de neurones pyramidaux.
• La qualité de la préparation (technicien, impédances) et de l'interprétation (expert) est primordiale pour sa rentabilité.
• Le système 10-20 assure la standardisation du placement des électrodes.
• Les méthodes d'activation (HPN, SLI, sommeil) augmentent la sensibilité de l'examen pour détecter des anomalies.
• La distinction entre rythmes physiologiques et anomalies paroxystiques (épileptiques ou non) est fondamentale.
• La reconnaissance des artéfacts est essentielle pour éviter les erreurs d'interprétation.
• L'EEG est crucial pour le diagnostic, la classification syndromique, le suivi et le diagnostic différentiel de l'épilepsie, mais aussi pour d'autres pathologies neurologiques et troubles du sommeil.