Method Article

استخدام نظام ملاحة TMS لرقمنة مواقع المستشعرات بدقة عالية لتحسين تحديد مصدر الأنظمة

DOI:

10.3791/69508

January 23rd, 2026

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نقدم طريقة قابلة للتكرار لرقمنة مواقع أجهزة تخطيط كهربائية الدماغ عالية الكثافة (EEG) باستخدام أجهزة نظام تحفيز الدماغ الملاحي (NBS). هذا النهج لا يتطلب أي امتدادات برمجية إضافية، بل فقط أدوات NBS القياسية. مدمجة مع خطوط أنابيب MNE-Python، يحسن هذا النهج دقة تحديد المواقع المصدرية دون الحاجة إلى أجهزة إضافية.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تحديد موقع المصدر هو تقنية تستخدم لتقدير مصادر نشاط الدماغ بناء على الإشارات المسجلة من فروة الرأس. يعتمد تحديد الموقع الدقيق للمصدر بشكل حاسم على الرقمنة المكانية الدقيقة لمواقع المستشعرات. في هذا البروتوكول، نقدم طريقة عملية وموثوقة لرقمنة مواقع المستشعرات باستخدام نظام تحفيز الدماغ الملاحي (NBS). يعد NBS جزءا من معدات التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) المتوفرة عادة في مختبرات TMS، لكنها نادرا ما تستخدم في رقمنة أجهزة الاستشعار لتخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) أو أنظمة التحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة من الأشعة تحت الحمراء (fNIRS). يتيح هذا النهج للباحثين الاستفادة من البنية التحتية الحالية لتحسين الدقة المكانية لنمذجة المصدر بشكل كبير، دون الحاجة للاستثمار في معدات رقمنة مخصصة.

نرشد المشاهدين خلال سير العمل الكامل: (1) رقمنة مواقع أقطاب EEG باستخدام الأدوات الافتراضية لنظام Nexstim NBS؛ (2) تصدير بيانات الإحداثيات بصيغ متوافقة؛ (3) دمج هذه البيانات في خطوط معالجة EEG المسبق وتوطين المصدر باستخدام حزمة MNE-Python. يتضمن البروتوكول أيضا نصائح لمحاذاة البيانات الرقمية مع صور الرنين المغناطيسي وتحسين دقة التسجيل المشترك. لتوضيح الفائدة العملية للطريقة، نطبقها لتحليل بيانات تجربة التحفيز اللمسي.

يتم توفير سكريبتات بايثون مخصصة لمعالجة الإحداثيات والتسجيل المشترك لضمان قابلية التكرار وسهولة التبني. تظهر النتائج أن دمج مواقع الأقطاب الرقمية يحسن بشكل ملحوظ الدقة التشريحية وقابلية تفسير تقديرات مصادر القشور مقارنة بمونتاجات الأقطاب الافتراضية.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) يقيس النشاط الكهربائي للدماغ عند فروة الرأس، لكن التسجيلات الخام تخلط بين إشارات من مصادر دماغية وغير دماغية متعددة. يشير تحديد الموقع للمصدر إلى تقدير حسابي من أين تنشأ إشارات تخطيط الدماغ المقاسة، مما يؤدي فعليا إلى "رسم" جهود فروة الرأس إلى المناطق القشرية1. تسمح هذه الطرق للباحثين بربط النشاط التذبذبذي لتخطيط الدماغ أو الاستجابات المرتبطة بالأحداث بمناطق دماغية محددة، مما يعزز بشكل كبير قابلية تفسير تخطيط الدماغ. تحقيق تحديد المصدر بدقة يعتمد بشكل حاسم على معرفة مكان كل قطب كهربائي على الرأس بالنسبة للتشريح بدقة. يجب رقمنة مواقع الأقطاب لتسجيل مواقعها ثلاثية الأبعاد بدقة على الر....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تنفيذ جميع الإجراءات التي تشمل المشاركين البشريين وفقا للإرشادات المؤسسية وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة الأخلاقيات المختصة. قدم المشاركون موافقتهم المستنيرة قبل بدء التجربة.

1. إعداد المشارك والمعدات

ملاحظة: استخدم هذا البروتوكول نظام Nexstim NBS.

  1. تشغيل ومعايرة نظام NBS
    1. شغل الوحدة الرئيسية NBS وكاميرا التتبع البصرية. تحقق من أن النظام أكمل المعايرة الذاتية بنجاح، وكرر المعايرة إذا أشار البرنامج إلى أي أخطاء.
  2. قم بتحميل تصوير الرنين المغناطيسي للمشارك في نظام NBS.
    1. في واجهة برنامج NBS، اختر ملف الموضوع وتحميل ملف الرنين ال....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعتمد تحديد المصدر الدقيق بشكل حاسم على وضع الأقطاب الكهربائي الصحيح والتسجيل المشترك الموثوق مع نماذج الرأس التشريحي. لكن في الممارسة العملية، غالبا ما يتم وضع أغطية تخطيط الدماغ بشكل غير دقيق بسبب اختلاف شكل الرأس الفردي أو أخطاء في الوضع اليدوي. لتوضيح كيف تؤثر هذه العوامل على نتائج التحليل، قارنا نتائج مواقع الأقطاب الرقمية باستخدام جهاز NBS مع نتائج تم الحصول عليها من تخطيطات الأقطاب القياسية القائمة على القالب. البرامج والمكتبات المستخدمة بشكل أساسي في التحليل هي NBS System 5 (v5.1.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتطلب تحديد الموقع الدقيق للمصدر رقمنة دقيقة للأقطاب الكهربائية وتسجيل مشترك موثوق مع نماذج الرأس التشريحية. تظهر نتائجنا (الشكل 1، الشكل 2، والشكل 3) كيف يمكن أن تنتشر الانحرافات في تموضع الأقطاب أو الاعتماد على المونتاجات القائمة على القوالب إلى أخطاء كبيرة في المحاذاة المكانية وإعادة بناء المصدر. على وجه الخصوص، أظهرنا أن الأقطاب الكهربائية الرقمية التي تم الحصول عليها باستخدام جهاز Nexstim NBS ت.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لا توجد مصالح مالية متنافسة لدى المؤلفين أو تضارب مصالح آخر بموجب هذا العمل.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
التحفيز الدماغي المتخصص (NBS)  النظامNexstim https://www.nexstim.com/healthcare-professionals/nbs-systemNBS هو   التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة مع نظام الملاحة العصبية

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Michel, C. M., He, B. EEG source localization. Handb Clin Neurol. 160, 85-101 (2019).
  2. Holmes, C. J., Hoge, R., Collins, L., Woods, R., Toga, A. W., Evans, A. C. Enhancement of MR images using registration for signal averaging. J Comput Assist Tomogr. 22 (2), 324-333 (1998).
  3. F....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Source LocalizationSensor DigitizationTMS NavigationEEG Electrode LocationsNavigated Brain StimulationSpatial AccuracyCoregistration AccuracyMNE PythonMRI AlignmentCortical Source Estimates

Related Articles