获得高质量的脑电数据在同步功能磁共振成像的当前最佳实践

该程序的总体目标是在 MRI 扫描仪内设置与 Mr 兼容的脑电图设备，以同时采集高质量的脑电图和 FMRI 数据。这是通过首先正确设置 EEG 滤波器、采样率和同步来实现的。下一步是确保 EEG 电极和被摄体头皮之间有良好的连接。

第三步是将 EEG 硬件正确放置在 MRI 扫描仪周围。最后一步是在 MR 扫描仪中对拍摄对象进行最佳定位，以便通过市售硬件进行标准 E-E-G-F-M-R-I 数据采集。此过程可确保 EEG 数据中的伪影最小化并进行最佳采样，从而允许通过后处理方法最大限度地去除伪影。

在 E-E-G-F-M-I 实验中结合 EEG 和 FMI 数据采集的主要优点是这种方法允许同时监测来自人脑的电信号和血流动力学信号。我实验室的博士生 Glen Spencer 将在受试者到达之前帮助我演示这个实验。在扫描仪作员将坐的控制室中设置 EEG 设备。

将笔记本电脑连接到脑电图打开电脑，电脑会记录脑电图数据和开脑视力记录仪。确保将用于记录数据的工作空间设置为最高可用的时间分辨率。接下来，设置筛选器。

滤波器频带范围为 0.016 至 250 赫兹的交流耦合通常是最佳选择。设置刺激计算机。本研究利用视觉刺激。

刺激期的开始和结束时，标记被读入大脑视觉记录器。现在，确认 EEG 和 MRI 扫描仪时钟已同步。首先使用软件控制面板打开扫描仪和脑电图时钟的同步。

然后检查同步是否正确。将出现绿点图标和 Sync on 标记。接下来，设置 MR 扫描仪。

在这种情况下，使用了本体发射射频线圈和一个 32 通道头接收射频线圈。如果可能，最好使用头部大小的发射线圈，因为这可以最大限度地降低 EEG 帽和相关电缆的射频加热风险。磁头线圈上的接入端口很有用。

它允许来自 EEG 帽的电缆沿着扫描仪的直线路径运行。现在，检查序列。FMRI 序列必须使用 200 微秒倍数的切片 tr，即 EEG 时钟周期。

最后，进行最后检查。高大的设备正在按预期进行记录。首先，向受试者解释实验的目的和将会发生什么。

接下来，测量受试者的头围以获得盖子尺寸。将盖子戴在头上，从头部前部开始，然后向后拉。正确放置盖子。

CZ 电极需要直接位于 nasion 和 nian 之间，并且还要以左右轴为中心。现在将电极连接到头部首先，将头发移开。然后涂抹酒精，然后使用 ABRY 光凝胶，在电极和头部之间建立电气连接。

然后使用与帽电极类似的方法将 ECG 电极连接到背部底部。该电极在连接电极的情况下测量心跳。使用他们的触点，将其阻抗降低到 10 公斤欧姆以下。

这不包括每个电极中内部电阻器的电阻。最后，检查数据以查看 EEG 数据质量是否令人满意。当您在 MR 扫描仪室中设置 EEG 设备时，请受试者坐下。

然后将放大器带入屏蔽室，并将其放在扫描仪后面的桌子上。将放大器连接到长光纤电缆。将光缆穿过波导，并将其连接到控制室的 Brain AMP USB 适配器。

现在，将对象带入房间，让他或她坐在扫描仪床上。给拍摄对象耳塞、耳机和通话按钮。然后绝对确保拍摄对象是舒适的。

现在填充被摄体的头部以尽量减少头部移动。将头圈套在受试者的头上。EEG 电缆必须沿可用的最短路径离开头线圈。

然后将被摄体移动到扫描仪孔中。确保电极 FP 1 和 FP 2 在 Z 轴上位于 MR 扫描仪的 ISO 中心。现在将 EEG 帽连接到扫描仪后部的放大器上。

脑电图导联上不应有线环。在此处最大限度地将 EEG 电缆与 MR 扫描仪的振动隔离。这是使用悬臂梁完成的。

放大器也可以直接放置在扫描仪板中，如图所示。在这种情况下，使用最短的可用带状电缆非常重要。确保电缆和放大器与振动隔离，并且系统位于设定轴的中心。

从控制台室与对象交谈，以确认他们能听到扫描仪作员的声音并且他们感觉良好。第二个实验者应该监测 EEG，检查轨迹中是否有噪声通道，以及绿色接收器是否打开。在屏幕底部。

现在，关闭低温泵以停止低温泵对记录质量的有害影响。接下来，让受试者将他们的头部稍微移动。从脑电图记录中由小头部运动引起的大电压中可以看出保持头部静止的重要性。

然后通过要求受试者睁开和闭上眼睛来测试神经元活动的记录。枕骨 α 活性应在本底噪声以上进行测量。在原始数据中可以清楚地看到脉冲伪影，尤其是在太阳穴上方的电极上。

使用 ECG 跟踪通过 rec 视图实时纠正此伪影。优化数据质量并准备好受试者后，开始 MRI 准备扫描并规划 FMRI 的切片位置。每次 MRI 扫描开始后，梯度将导致脑电图中出现较大的伪影。

当 FMRI 实验准备好开始时，开始保存来自 EEG 的数据。现在，开始实验。确保在脑部视力记录器中看到来自刺激呈现和 MR 扫描仪的标记。

EEG 质量会显得非常差，但可以在 rec 视图中或后处理期间进行清理。首先，在删除脉冲伪影之前，在 rec 视图中更正此处完成的梯度伪影。去除了渐变伪影。

继续进行脉冲伪影校正。这是在没有执行伪影校正时预期的信号质量。很明显，任何神经元活动都被掩盖了。

梯度伪影发生在不同的频率处，这些频率是跨越整个录音频率范围的 FMRI 序列中切片采集频率的谐波。去除梯度伪影后，就会显示脉冲伪影。这个伪影存在相当大的空间变化，而这个 oz（这个视觉实验的感兴趣通道之一）显示出一个特别大的脉冲伪影。

这种伪影的频率低于梯度伪影，并且与心脏活动有关。在该数据中，使用分析仪 2 中的平均伪影减法校正了脉搏伪像，并从 ECG 轨迹中检测到心脏波形的 R 峰。其余信号要小得多，并显示神经元信号。

现在根据刺激呈现对数据进行分割以进行分析，最简单的是每个通道的平均诱发电调反应图。通道 oh one 和 oh two 的这些诱发反应分别是 300 个刺激的平均值。P one 20 的地形图在右侧，检查从通道 oh one 测量的第 32 个块的平均诱发反应，揭示了反应的自然和不可预测的变化。

这种变化可用于询问同时记录的粗体反应和 EEG 反应之间的相关性。观看此视频后，您应该对使用市售硬件通过同步 FMRI 获得高质量 EG 数据的当前最佳实践有一个很好的了解：使用本视频中描述的设置进行测量后。进一步的分析方法可以应用于 EEG 和 FMI 数据，以确定来自人脑的电和血流动力学信号的时空特征。