إعداد المعدات وإزالة القطع الأثرية لمخطط كهربية الدماغ المتزامن والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للمراجعة السريرية في الصرع
June 23rd, 2023
توضح هذه المقالة تفاصيل إجراءات تسجيل مخطط كهربية الدماغ والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (EEG-fMRI) في وقت واحد والتي يمكن استخدامها في كل من الإعدادات السريرية والبحثية. كما يتم تضمين إجراءات معالجة EEG لإزالة القطع الأثرية التصويرية للمراجعة السريرية. تركز هذه الدراسة على مثال الصرع خلال الفترة الفاصلة.
في هذا الفيديو ، نقدم بروتوكول تسجيل EEG-fMRI فريدا يمكن استخدامه في كل من إعدادات العيادة والبحث. تخطيط كهربية الدماغ والرنين المغناطيسي الوظيفي المتزامن هو تقنية توفر التآزر في فهم وتوطين بداية النوبة والصرع. يمكن استخدام تنفيذ EEG-fMRI المتزامن لرسم خريطة للعمليات الزمنية المكانية لأحداث الصرع ، والتي يمكن أن توجه العلاج الجراحي العصبي للمرضى الذين يعانون من الصرع المقاوم للأدوية ، والذي يصل إلى ثلث مرضى الصرع.
للبدء ، حدد مواضع القطب على فروة رأس المريض بناء على نظام 10-20. بعد تحديد مواضع القطب ، قم بتنظيف فروة رأس المريض باستخدام جل تحضير الجلد على الشاش. ضع العجينة الموصلة على كوب قطب كهربائي واحد وألصقها بفروة رأس المريض ، باتباع اسم القناة على كابل الأقطاب الكهربائية.
بعد وضع القطب الأخير ، قم بتأمين جميع الأقطاب الكهربائية على فروة الرأس بالغراء على الشاش. ثم رتب جميع كابلات القطب الكهربائي وضع تقاطع الكابل بعيدا عن فروة الرأس عن طريق وضع وسادات من الشاش في وسط رأس المريض. ضع غطاء رأس مرن لتأمين جميع الأقطاب الكهربائية.
قم بتوصيل الحزام بمكبر الصوت لمراقبة تخطيط كهربية الدماغ للمريض بشكل متزامن مع تسجيلات الفيديو. في غرفة المراقبة ، قم بتوصيل محول USB 2 بمجموعة صندوق التشغيل باستخدام كابل. ثم قم بتوصيل صندوق المزامنة بمحول USB باستخدام كابل وقم بتوصيل أحد طرفي كابل الألياف الضوئية بصندوق المزامنة.
قم بتوصيل كبل منفذ USB من محول USB 2 بكمبيوتر التسجيل وقم بتوصيل كبل منفذ USB من صندوق المزامنة بكمبيوتر التسجيل. بالإضافة إلى ذلك ، قم بتوصيل كبل منفذ USB من صندوق التشغيل بجهاز كمبيوتر التسجيل ودونجل ترخيص البرنامج بجهاز كمبيوتر التسجيل. قم بتأكيد اتصال المشغل من الماسحة الضوئية.
في غرفة المسح ، قم بإعداد مضخم تسجيل EEG ومجموعة MR-sled داخل الماسحة الضوئية. قم بتوصيل نهاية كابل الألياف الضوئية في غرفة المسح بالجزء الخلفي من مكبر الصوت وقم بتشغيل مكبر الصوت. بمجرد اكتمال الإعداد في غرفة المسح ، انتقل إلى غرفة المراقبة ثم افتح برنامج تسجيل EEG في كمبيوتر التسجيل وأنشئ مساحة عمل بالنقر فوق قائمة مساحة العمل الجديدة ضمن علامة التبويب ملف.
امسح مكبر الصوت ضوئيا بالنقر فوق الزر Scan for Amplifier وقم بإعداد المعلمات المناسبة بما في ذلك معدلات أخذ العينات وترددات القطع المنخفضة والعالية للتسجيل. اضبط معلمات الماسح الضوئي للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. قم بإيقاف تشغيل مضخة الهيليوم الخاصة بالماسح الضوئي في غرفة المسح لتقليل إدخال القطع الأثرية في إشارة EEG.
نقل المريض إلى غرفة انتظار المسح الضوئي وشرح إجراء التسجيل للمريض. نظف ظهر المريض وأسفل الكتف الأيسر مباشرة لوضع سلك تخطيط القلب. ضع جل إلكتروليت كاشطة على سلك تخطيط القلب وضعه على الجانب الخلفي الأيسر من المريض.
ضع شريطا لاصقا حول سلك وكابل ECG لتقليل القطع الأثرية التي يتم مسحها ضوئيا أثناء التسجيل. افصل حزام EEG وقم بتوصيل تقاطعات الكابلات بصندوق الواجهة. بعد ذلك في غرفة المسح ، ضع المريض على طاولة المسح مع وضع الرأس في النصف السفلي المفتوح من ملف الرأس.
ضع سدادات الأذن لتقليل ضوضاء الماسح الضوئي وضع وسادة حول رأس المريض لتقليل آثار حركة الرأس. قم بتوصيل النصف العلوي من ملف الرأس لإغلاق ملف قفص الطيور حول رأس المريض. اضبط ارتفاع السرير.
قم بتوصيل صندوق الواجهة بمكبر الصوت وضع أكياس الرمل الآمنة MR حول الكابلات. بعد ذلك في غرفة المراقبة ، انقر فوق زر فحص المعاوقة للتحقق من مقاومة أقطاب EEG. بعد التأكد من أن المريض جاهز للتسجيل ، ابدأ تسجيل EEG بالنقر فوق زر التشغيل.
قم بتشغيل فحص اكتساب التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. افتح برنامج تحليل EEG. لتصحيح القطع الأثرية MR ، انقر فوق علامة التبويب التحويلات ، ثم معالجة الإشارات الخاصة وتصحيح MR.
في نافذة تم إنشاؤها حديثا، حدد استخدام العلامات. اختر إشارة تشغيل من الماسح الضوئي وانقر فوق التالي. حدد خيارات معشق و بناء على الوقت ، أدخل معلومات الوقت لإشارة الزناد وانقر فوق التالي.
حدد تمكين تصحيح خط الأساس للمتوسط وقم بإلغاء تحديد حساب خط الأساس على القطعة الأثرية بأكملها. أدخل قيم البداية والنهاية. حدد استخدام حساب المتوسط المنزلق.
أدخل إجمالي عدد الفواصل الزمنية للمتوسط المنزلق. تحقق من الاستخدام الشائع لجميع القنوات للفواصل الزمنية السيئة والتصحيح وانقر فوق التالي. في النافذة التالية، حدد استخدام كافة القنوات للتصحيح وانقر فوق التالي.
حدد Do Downsampling واختر 500 هرتز للحصول على تردد جديد. تحقق من تطبيق مرشح Lowpass ، وحدد استخدام مرشح FIR ، وأدخل 70 هرتز لتردد القطع وانقر فوق التالي. حدد خيار واحد تخزين البيانات المصححة.
ثم انقر فوق إنهاء. لتطبيق إزالة التيار المباشر بواسطة مرشح ترددات عالية ، انقر فوق التحويل. ثم تصفية البيانات وعوامل تصفية IIR التبويب.
حدد ممكن ضمن قطع منخفض ، أدخل تردد قطع 0.5 هرتز. اختر ترتيب المرشح كاثنين وانقر فوق OK.To إزالة القطع الأثرية الباليستية القلبية ، وانقر فوق علامة التبويب التحويلات ، ثم معالجة الإشارات الخاصة وتصحيح CB. في النافذة التي تفتح لاحقا ، حدد استخدام اكتشاف الذروة وتحقق من الوضع شبه التلقائي.
ضمن قسم قالب نبض البحث ، أدخل البدء بالثواني ك 60 والطول بالثواني ك 20. ثم تحقق من وضع علامة على القالب الذي تم العثور عليه للتأكد من اختيار قناة ECG المناسبة. أدخل معلمات لمعدل النبض والارتباط والسعة.
أدخل R لنبضات العلامات مع علامات الذروة الخاصة بنا وانقر فوق التالي. تحقق من استخدام البيانات الكاملة لحساب التأخير الزمني وأدخل العدد الإجمالي للفترات النبضية المستخدمة للمتوسط. ضمن تصحيح القنوات التالية، انقل كافة قنوات EEG إلى العمود الأيسر، باستثناء قناة ECG وانقر فوق التالي.
في الصفحة التالية ، حدد خيار تخزين البيانات المصححة كما هو مفضل وانقر فوق إنهاء. قم بالتمرير فوق محور الوقت في أسفل شريط التنقل وتحقق من مكان تمييز ECG للقالب الأساسي بمربع مظلل باللون الأزرق للتأكد من وضع علامة على القالب الأساسي ل ECG بشكل صحيح. في نافذة الوضع التفاعلي لتصحيح CB ، تحقق من كل ECG ملحوظ بالنقر المزدوج فوق الصف المقابل له في الجدول.
اضبط مواقع الذروة المكتشفة حسب الحاجة عن طريق تحريك الخطوط الرأسية الحمراء. بمجرد مراجعة جميع تخطيط القلب ، انقر فوق إنهاء. لتطبيق خط الكهرباء وإزالة الضوضاء الحالية بالتناوب بواسطة مرشح الشق ، انقر فوق علامة التبويب التحويل ثم تصفية البيانات ومرشحات IIR.
ثم تحقق من تمكين الشق ، وحدد التردد وانقر OK.In بيانات EEG المعالجة ، توجد موجات بطيئة زمنية بؤرية بؤرية واضحة ، والتي يتم ملاحظتها من EEG المسجلة في وحدة مراقبة الصرع. يوفر بروتوكولنا الفريد انتقالا سلسا لمرضى الصرع من وحدة مراقبة الصرع إلى غرفة المسح ، والتي يمكن تمديدها إلى نافذة ما بعد الصرع.
نظرة عامة
تقدم هذه المقالة بروتوكولًا مفصلاً لتسجيلات تخطيط كهربية الدماغ والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي المتزامنة (EEG-fMRI)، والتي يمكن تطبيقها في البيئات السريرية والبحثية على حد سواء. ينصب التركيز على الصرع خلال الفترة البينية، مع التركيز على إجراءات معالجة EEG للقضاء على تشويش التصوير.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- البحث السريري
- تقنيات التصوير
الخلفية
- إن EEG-fMRI المتزامن يعزز فهم بداية النوبات.
- يساعد في تحديد موقع الأحداث الصرعية.
- تعتبر هذه التقنية حاسمة للمرضى المصابين بالصرع المقاوم للأدوية.
- قد يستفيد ما يصل إلى ثلث مرضى الصرع من هذه النهج.
غرض الدراسة
- لوضع بروتوكول تسجيل EEG-fMRI موحد.
- لتحسين إزالة التشويش لإجراء مراجعة سريرية دقيقة.
- لتسهيل التخطيط للجراحة العصبية لعلاج الصرع.
الطرق المستخدمة
- وضع علامات على مواضع أقطاب EEG على فروة الرأس باستخدام نظام 10-20.
- تطبيق عجينة موصلة وتثبيت الأقطاب بالصمغ.
- توصيل معدات EEG بجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي لتسجيل متزامن.
- تنفيذ إجراءات تصحيح التشويش أثناء تحليل EEG.
النتائج الرئيسية
- الإعداد الناجح لبروتوكول تسجيل EEG-fMRI.
- إزالة فعالة للتشويش من إشارات EEG.
- زيادة الدقة في رسم خرائط النشاط الصرعي.
- توجيه محسن للتدخلات الجراحية العصبية.
الاستنتاجات
- إن بروتوكول EEG-fMRI صالح للتطبيقات السريرية والبحثية.
- تصحيح التشويش ضروري لبيانات EEG الموثوقة.
- يمكن لهذا النهج أن يفيد بشكل كبير في إدارة الصرع.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Simultaneous EEG-fMRI with artifact removal enables precise localization of epileptic activity, supporting translational research and clinical review in neurology. This protocol bridges research and clinical workflows, enhancing predictive confidence in seizure onset mapping and supporting risk-adjusted decisions for neurosurgical intervention. The approach strengthens portfolio value by enabling standardized, reproducible data acquisition across discovery and clinical settings.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of neural pathways implicated in epilepsy for mechanistic de-risking.
- Supports functional target validation by correlating electrophysiological and hemodynamic signals.
- Facilitates predictive confidence in identifying seizure onset zones for translational research.
Screening & Assay Development
- Prepares validated neurophysiological systems for downstream compound screening or biomarker studies.
- Standardizes artifact removal to ensure reproducibility and quantitative EEG outputs.
- Enables reliable evaluation of interventions targeting epileptic networks.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant systems by capturing interictal and potential postictal brain activity.
- Provides continuity from discovery through preclinical validation by supporting both EMU and MRI workflows.
- De-risks translational advancement by ensuring artifact-free, clinically reviewable data.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates from early discovery through translational research, supporting both hypothesis testing and clinical review in epilepsy.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing on seizure localization and neural network involvement.
- Screening: Delivers reproducible, artifact-corrected EEG-fMRI data for quantitative analysis.
- Analytics: Provides synchronized electrophysiological and imaging readouts for robust statistical comparison.
- Translational Research: Bridges EMU and MRI workflows, supporting biomarker alignment and clinical applicability.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized protocol adaptable across research and clinical environments.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in epilepsy research.
- Operational Value: Promotes standardization, reproducibility, and scalability of neuroimaging workflows.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for neuromodulatory or pharmacological interventions.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of epilepsy research and clinical programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in EEG-fMRI setup and artifact correction procedures.
- Needs MR-conditional electrode sets and compatible EEG-fMRI instrumentation.
- Demands cross-team standardization for data acquisition and processing.
- Adaptable to both EMU and MRI environments for flexible deployment.
- Artifact removal is essential for clinical review and translational reliability.
