Mejor práctica actual de obtención de datos de alta calidad EEG durante fMRI simultánea

El objetivo general de este procedimiento es configurar un equipo de EEG compatible con Mr dentro de un escáner de resonancia magnética para la adquisición simultánea de datos de EEG y FMRI de alta calidad. Esto se logra configurando primero correctamente los filtros de EEG, la frecuencia de muestreo y la sincronización. El siguiente paso es asegurarse de que haya buenas conexiones entre los electrodos de EEG y el cuero cabelludo del sujeto.

El tercer paso es colocar correctamente el hardware de EEG alrededor del escáner de resonancia magnética. El último paso es posicionar de forma óptima al sujeto dentro del escáner de resonancia magnética para la adquisición de datos E-E-G-F-M-R-I estándar a través del hardware disponible en el mercado. Este procedimiento garantiza que los artefactos en los datos de EEG se minimicen y se muestreen de manera óptima, lo que permite la máxima eliminación de artefactos mediante métodos de posprocesamiento.

La principal ventaja de combinar la adquisición de datos EEG y FMI en experimentos E-E-G-F-M-I es que este enfoque permite el monitoreo simultáneo de las señales eléctricas y hemodinámicas del cerebro humano. Glen Spencer, un estudiante de doctorado de mi laboratorio, me ayudará a demostrar este experimento antes de la llegada del sujeto. Configure el equipo de EEG en la sala de control donde se sentará el operador del escáner.

Conecte la computadora portátil al EEG y encienda la computadora, lo que registrará los datos del EEG y abrirá el registrador de visión cerebral. Asegúrese de que el espacio de trabajo para registrar los datos esté establecido en la resolución temporal más alta disponible. A continuación, configure los filtros.

El acoplamiento de CA con una banda de filtro que oscila entre 0,016 y 250 hercios suele ser óptimo. Configura la computadora de estímulo. Este estudio utiliza estímulos visuales.

Los marcadores se leen en el registrador de visión cerebral al principio y al final de cada período de estimulación. Ahora, confirme que los relojes del escáner de EEG y RM estén sincronizados. Primero encienda la sincronización del escáner y los relojes de EEG usando el panel de control del software.

A continuación, compruebe si la sincronización es correcta. Aparecerá el icono del punto verde y el marcador de sincronización. A continuación, configure el escáner de resonancia magnética.

En este caso, se utilizan la bobina de RF de transmisión del cuerpo y una bobina de RF de recepción de cabezal de 32 canales. Cuando sea posible, es mejor utilizar una bobina de transmisión del tamaño de una cabeza, ya que esto minimiza el riesgo de calentamiento por RF del gorro de EEG y los cables asociados. Un puerto de acceso en la bobina principal es útil.

Permite que los cables del gorro de EEG discurran a lo largo de una trayectoria recta desde el escáner. Ahora, revisa las secuencias. La secuencia FMRI debe usar un corte tr que sea un múltiplo de 200 microsegundos, que es el período del reloj EEG.

Por último, haz una última comprobación. El equipo alto está grabando como se esperaba. Primero, explique al sujeto el propósito del experimento y lo que sucederá.

A continuación, mida la circunferencia de la cabeza del sujeto para el tamaño de la gorra. Coloque la tapa en la cabeza, comenzando en la parte delantera de la cabeza y tirando hacia atrás. Coloque la tapa correctamente.

El electrodo CZ debe estar directamente entre el nasion y el nian y también centrado en el eje izquierdo derecho. Ahora conecte los electrodos a la cabeza Primero, retire el cabello del camino. A continuación, aplique alcohol seguido de un gel ligero ABRY para realizar la conexión eléctrica entre el electrodo y la cabeza.

A continuación, coloque un electrodo de ECG en la base de la espalda utilizando un método similar al utilizado para los electrodos de tapa. Este electrodo mide los latidos del corazón con los electrodos conectados. Trabaje sus contactos para reducir sus impedancias a menos de 10 kilo ohmios.

Esto excluye la resistencia de las resistencias internas en cada electrodo. Por último, verifique los datos para ver si la calidad de los datos del EEG es satisfactoria. Pídale al sujeto que se siente mientras configura el equipo de EEG en la sala de escáneres de resonancia magnética.

A continuación, lleve el amplificador a la habitación blindada y colóquelo sobre una mesa en la parte posterior del escáner. Conecte el amplificador a un cable largo de fibra óptica. Pase el cable de fibra óptica a través de la guía de ondas y conéctelo al adaptador USB AMP del cerebro en la sala de control.

Ahora, lleva al sujeto a la habitación y pídele que se siente en la cama del escáner. Dale al sujeto tapones para los oídos, auriculares y el botón de llamada. A continuación, asegúrese de que el sujeto esté cómodo.

Ahora acolchará la cabeza del sujeto para minimizar el movimiento de la cabeza. Coloque la bobina de la cabeza sobre la cabeza del sujeto. Los cables de EEG deben salir de la bobina principal a lo largo del camino más corto disponible.

A continuación, mueva el sujeto al orificio del escáner. Asegúrese de que los electrodos FP uno y FP dos estén en el centro ISO del escáner de resonancia magnética en el eje Z. Ahora conecte la tapa de EEG al amplificador en la parte posterior del escáner.

No debe haber bucles de alambre en los electrodos del EEG. Aísle al máximo los cables de EEG de las vibraciones del escáner de resonancia magnética aquí. Esto se hace utilizando una viga en voladizo.

Los amplificadores también se pueden colocar directamente en la placa del escáner, como se muestra aquí. En este caso, es importante utilizar los cables planos más cortos disponibles. Asegúrese de que los cables y amplificadores estén aislados contra las vibraciones y que el sistema esté en el centro del eje establecido.

Hable con el sujeto desde la sala de la consola para confirmar que puede escuchar al operador del escáner y que se siente bien. Un segundo experimentador debe monitorear el EEG verificando si hay canales ruidosos en las trazas, así como el sumidero verde. en la parte inferior de la pantalla.

Ahora, apague las bombas criogénicas para detener el efecto deletéreo de las bombas criogénicas en la calidad de la grabación. A continuación, pídele al sujeto que mueva la cabeza un poco. La importancia de mantener la cabeza quieta se puede ver en los grandes voltajes en el registro de EEG que resultan de pequeños movimientos de la cabeza.

A continuación, pruebe el registro de la actividad neuronal pidiéndole al sujeto que abra y cierre los ojos. La actividad alfa occipital debe medirse por encima del umbral de ruido. El artefacto del pulso se puede ver claramente en los datos brutos, particularmente en los electrodos sobre las sienes.

Utilice el seguimiento de ECG para corregir este artefacto en tiempo real utilizando la vista rec. Una vez que se haya optimizado la calidad de los datos y el sujeto esté listo, inicie las exploraciones preparatorias para la resonancia magnética y planifique el posicionamiento del corte para la RMF. Tan pronto como comience cada resonancia magnética, los gradientes causarán grandes artefactos en el EEG.

Cuando el experimento FMRI esté listo para comenzar, comience a guardar los datos del EEG. Ahora, comienza el experimento. Asegúrese de que los marcadores de la presentación del estímulo y el escáner de resonancia magnética se vean en el registrador de la visión cerebral.

La calidad del EEG parecerá muy mala, pero se puede limpiar en la vista de grabación o durante el posprocesamiento. Primero, corrija el artefacto de gradiente realizado aquí en la vista rec antes de eliminar el artefacto de pulso. Con el artefacto de degradado eliminado.

Proceda a realizar la corrección del artefacto de pulso. Esta es una calidad de señal que se espera cuando no se ha realizado ninguna corrección de artefactos. Está claro que cualquier actividad neuronal está oscurecida.

El artefacto de gradiente se produce a distintas frecuencias que son armónicos de la frecuencia de adquisición de corte en la secuencia FMRI que abarca todo el rango de frecuencia de la grabación. Una vez que se ha eliminado el artefacto de degradado, se revela el artefacto de pulso. Hay una variación espacial considerable de este artefacto y esa onza, uno de los canales de interés para este experimento visual, muestra un artefacto de pulso particularmente grande.

Este artefacto tiene una frecuencia más baja que el artefacto de gradiente y está relacionado con la actividad cardíaca. En estos datos, el artefacto del pulso se corrigió mediante la resta promedio del artefacto en el analizador dos y se detectaron los picos R de la forma de onda cardíaca a partir del trazado del ECG. Las señales restantes son mucho más pequeñas y revelan señales neuronales.

Ahora segmente los datos de acuerdo con la presentación del estímulo para el análisis, siendo los más simples gráficos de la respuesta evocada promedio para cada canal. Estas respuestas evocadas para los canales oh uno y oh dos son promedios cada uno a través de 300 estímulos. A la derecha se encuentra un mapa topográfico para el P one 20, que examina las respuestas evocadas promediadas en 32 bloques medidos desde el canal oh uno y revela una variación natural e impredecible de las respuestas.

Esta variación se puede utilizar para interrogar las correlaciones entre los registros simultáneos de respuestas audaces y las respuestas EEG. Después de ver este video, debería tener una buena idea de las mejores prácticas actuales para obtener datos EG de alta calidad con FMRI simultáneo, utilizando hardware disponible comercialmente una vez que las mediciones se hayan realizado utilizando la configuración descrita en este video. Se pueden aplicar otros métodos de análisis a los datos de EEG y FMI para identificar las características espacio-temporales de las señales eléctricas y hemodinámicas del cerebro humano.