Geräteaufbau und Artefaktentfernung für das simultane Elektroenzephalogramm und die funktionelle Magnetresonanztomographie für die klinische Überprüfung bei Epilepsie

In diesem Video stellen wir ein einzigartiges EEG-fMRT-Aufzeichnungsprotokoll vor, das sowohl in der Klinik als auch in der Forschung eingesetzt werden kann. Die simultane EEG-fMRT ist eine Technik, die Synergien beim Verständnis und der Lokalisierung von Anfallsbeginn und Epilepsie bietet. Durch die Implementierung der simultanen EEG-fMRT können die räumlich-zeitlichen Prozesse epileptischer Ereignisse abgebildet werden, die die neurochirurgische Behandlung von Patienten mit medikamentenrefraktärer Epilepsie, die bis zu einem Drittel der Patienten mit Epilepsie ausmachen, leiten können.

Markieren Sie zunächst die Elektrodenpositionen auf der Kopfhaut des Patienten anhand des 10-20-Systems. Reinigen Sie nach dem Markieren der Elektrodenplatzierungspositionen die Kopfhaut des Patienten mit einem Hautvorbereitungsgel auf Gaze. Tragen Sie leitfähige Paste auf eine Elektrodenschale auf und kleben Sie sie auf die Kopfhaut des Patienten, wobei Sie dem Kanalnamen auf dem Elektrodenkabel folgen.

Nachdem Sie die letzte Elektrode platziert haben, befestigen Sie alle Elektroden mit Kleber auf Gaze an der Kopfhaut. Ordnen Sie dann alle Elektrodenkabel an und platzieren Sie die Kabelverbindung weit von der Kopfhaut entfernt, indem Sie Mullbinden in der Mitte des Kopfes des Patienten platzieren. Platzieren Sie eine elastische Kopfabdeckung, um alle Elektroden zu sichern.

Schließen Sie den Kabelbaum an den Verstärker an, um das EEG des Patienten synchron mit den Videoaufzeichnungen zu überwachen. Verbinden Sie im Überwachungsraum den USB 2-Adapter mit einem Kabel mit dem Triggerbox-Kit. Verbinden Sie dann die Sync-Box mit einem Kabel mit dem USB-Adapter und verbinden Sie ein Ende des Glasfaserkabels mit der Sync-Box.

Schließen Sie ein USB-Anschlusskabel vom USB 2-Adapter an den Aufnahmecomputer an, und schließen Sie ein USB-Anschlusskabel von der Sync-Box an den Aufnahmecomputer an. Schließen Sie außerdem ein USB-Anschlusskabel von der Triggerbox an den Aufnahmecomputer und den Softwarelizenz-Dongle an den Aufnahmecomputer an. Bestätigen Sie die Triggerverbindung vom Scanner aus.

Stellen Sie im Scanraum den EEG-Aufzeichnungsverstärker und das MR-Schlitten-Kit im Scanner auf. Schließen Sie das Ende des Glasfaserkabels im Scanraum an die Rückseite des Verstärkers an und schalten Sie den Verstärker ein. Sobald die Einrichtung im Scanraum abgeschlossen ist, wechseln Sie in den Überwachungsraum, öffnen Sie dann die EEG-Aufzeichnungssoftware auf dem Aufzeichnungscomputer und erstellen Sie einen Arbeitsbereich, indem Sie auf der Registerkarte Datei auf das Menü "Neuer Arbeitsbereich" klicken.

Scannen Sie den Verstärker, indem Sie auf die Schaltfläche Nach Verstärker suchen klicken, und stellen Sie die entsprechenden Parameter ein, einschließlich Abtastraten sowie niedrige und hohe Grenzfrequenzen für die Aufnahme. Stellen Sie die Scannerparameter für das fMRT ein. Schalten Sie die Heliumpumpe des Scanners im Scanraum aus, um das Einbringen von Artefakten in das EEG-Signal weiter zu reduzieren.

Bringen Sie den Patienten in das Scanning-Wartezimmer und erklären Sie dem Patienten den Aufnahmevorgang. Reinigen Sie den Rücken des Patienten und direkt unter der linken Schulter für die Platzierung der EKG-Elektroden. Tragen Sie ein abrasives Elektrolyt-Gel auf die EKG-Elektrode auf und platzieren Sie es auf der linken Rückseite des Patienten.

Bringen Sie Klebeband um die EKG-Leitung und das Kabel an, um Scanartefakte während der Aufzeichnung zu minimieren. Trennen Sie den EEG-Kabelbaum und verbinden Sie die Kabelabzweige mit der Schnittstellenbox. Legen Sie den Patienten im Scanraum auf den Scantisch, wobei sich der Kopf in der offenen unteren Hälfte der Kopfspule befindet.

Setzen Sie Ohrstöpsel ein, um das Geräusch des Scanners zu reduzieren, und legen Sie ein Kissen um den Kopf des Patienten, um Artefakte der Kopfbewegungen zu minimieren. Schließen Sie die obere Hälfte der Kopfspule an, um die Spule des Vogelkäfigs um den Kopf eines Patienten zu schließen. Stellen Sie die Betthöhe ein.

Schließen Sie die Interface-Box an den Verstärker an und legen Sie die MR-sicheren Sandsäcke um die Kabel. Klicken Sie als Nächstes im Überwachungsraum auf die Schaltfläche Impedanzprüfung, um die Impedanz der EEG-Elektroden zu überprüfen. Nachdem Sie bestätigt haben, dass der Patient für die Aufzeichnung bereit ist, starten Sie die EEG-Aufzeichnung durch Klicken auf die Wiedergabetaste.

Führen Sie den fMRT-Aufnahmescan aus. Öffnen Sie die EEG-Analyse-Software. Klicken Sie für die Korrektur von MR-Artefakten auf die Registerkarte Transformationen und dann auf die Registerkarte Spezielle Signalverarbeitung und MR-Korrektur.

Wählen Sie in einem neu erstellten Fenster die Option Marker verwenden aus. Wählen Sie ein Auslösesignal aus dem Scanner aus und klicken Sie auf Weiter. Wählen Sie die Optionen verschachtelt und Zeitbasiert, geben Sie die Zeitinformationen des Triggersignals ein und klicken Sie auf Weiter.

Aktivieren Sie Baselinekorrektur für Durchschnitt aktivieren, und deaktivieren Sie Baseline über das gesamte Artefakt berechnen. Fügen Sie die Start- und Endwerte ein. Wählen Sie Gleitende Durchschnittsberechnung verwenden aus.

Geben Sie die Gesamtzahl der Intervalle für den gleitenden Durchschnitt ein. Überprüfen Sie die gemeinsame Verwendung aller Kanäle auf fehlerhafte Intervalle und Korrektur und klicken Sie auf Weiter. Wählen Sie im folgenden Fenster die Option "Alle Kanäle für Korrektur verwenden" und klicken Sie auf "Weiter".

Aktivieren Sie Downsampling durchführen und wählen Sie 500 Hertz für eine neue Frequenz. Aktivieren Sie Tiefpassfilter anwenden, wählen Sie FIR-Filter verwenden, geben Sie 70 Hertz für eine Grenzfrequenz ein und klicken Sie auf Weiter. Wählen Sie eine Option "Korrigierte Daten speichern" aus.

Klicken Sie dann auf Fertig stellen. Um die Gleichstromentfernung durch einen Hochpassfilter anzuwenden, klicken Sie auf die Transformation. Dann Registerkarte Datenfilterung und IIR-Filter.

Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Aktiviert Geben Sie unter Low Cutoff eine Grenzfrequenz von 0,5 Hertz ein. Wählen Sie die Filterreihenfolge als zwei aus und klicken Sie OK.To Cardioballistische Artefakte entfernen, klicken Sie auf die Transformationen und dann auf die Registerkarte Spezielle Signalverarbeitung und CB-Korrektur. Wählen Sie in dem Fenster, das sich anschließend öffnet, die Option Peak-Erkennung verwenden und aktivieren Sie den halbautomatischen Modus.

Geben Sie im Abschnitt Search Pulse Template (Suchimpulsvorlage) Start in Sekunden als 60 und Länge in Sekunden als 20 ein. Aktivieren Sie dann die Option Vorlage als gefunden markieren, um zu bestätigen, dass der richtige EKG-Kanal ausgewählt ist. Fügen Sie Parameter für Pulsfrequenz und Korrelation und Amplitude ein.

Fügen Sie R ein, um Impulse mit unseren Peak-Markern zu markieren, und klicken Sie auf Weiter. Aktivieren Sie Ganze Daten verwenden, um die Zeitverzögerung zu berechnen, und geben Sie die Gesamtzahl der Impulsintervalle ein, die für den Durchschnitt verwendet werden. Verschieben Sie unter "Richtige Folgekanäle" alle EEG-Kanäle mit Ausnahme des EKG-Kanals in die rechte Spalte, und klicken Sie auf "Weiter".

Wählen Sie auf der nächsten Seite eine Option zum Speichern korrigierter Daten als bevorzugt aus und klicken Sie auf Fertig stellen. Schieben Sie über die Zeitachse am unteren Rand der Navigationsleiste und überprüfen Sie, wo die Basisvorlage EKG mit einem blau schattierten Kästchen hervorgehoben ist, um zu bestätigen, dass die Basisvorlage des EKGs korrekt markiert ist. Überprüfen Sie im interaktiven Modusfenster CB-Korrektur jedes markierte EKG, indem Sie auf die entsprechende Zeile in der Tabelle doppelklicken.

Passen Sie die erkannten Spitzenpositionen nach Bedarf an, indem Sie die roten vertikalen Linien verschieben. Sobald alle EKGs überprüft wurden, klicken Sie auf Fertig stellen. Um die Rauschunterdrückung von Stromleitungen und Wechselstrom durch einen Notch-Filter anzuwenden, klicken Sie auf die Registerkarte Transformation und dann auf die Registerkarte Datenfilterung und IIR-Filter.

Aktivieren Sie dann Notch Enabled, wählen Sie Frequenz und klicken Sie OK.In die verarbeiteten EEG-Daten sind klare fokale linke temporale Slow-Wellen vorhanden, die aus dem EEG beobachtet werden, das an der Epilepsie-Überwachungseinheit aufgezeichnet wurde. Unser einzigartiges Protokoll bietet Patienten mit Epilepsie einen reibungslosen Übergang von der Epilepsie-Überwachungseinheit in den Scan-Raum, der weiter in das postiktale Fenster verlängert werden kann.