Method Article

Utilisation d’un système de navigation TMS pour la numérisation haute précision des emplacements des capteurs afin d’améliorer la localisation des sources

DOI:

10.3791/69508

January 23rd, 2026

In This Article

Summary

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Nous présentons une méthode reproductible pour numériser les emplacements des capteurs d’électroencéphalographie à haute densité (EEG) à l’aide d’instruments d’un système de stimulation cérébrale naviguée (NBS). Cette approche ne nécessite aucune extension logicielle supplémentaire, seulement des outils NBS standards. Intégrée aux pipelines MNE-Python, cette approche améliore la précision de la localisation des sources sans matériel supplémentaire.

Abstract

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La localisation des sources est une technique utilisée pour estimer les sources d’activité cérébrale à partir des signaux enregistrés par le cuir chevelu. La localisation précise des sources dépend de manière cruciale de la numérisation spatiale précise des emplacements des capteurs. Dans ce protocole, nous présentons une méthode pratique et fiable pour numériser les emplacements des capteurs à l’aide du système de stimulation cérébrale naviguée (NBS). Le NBS est un composant des équipements de stimulation magnétique transcrânienne (TMS) couramment disponibles dans les laboratoires TMS, mais rarement utilisés pour la numérisation des capteurs d’électroencéphalographie (EEG) ou de la spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS). Cette approche permet aux chercheurs de tirer parti des infrastructures existantes pour améliorer significativement la précision spatiale de la modélisation des sources, sans investir dans des équipements dédiés à la numérisation.

Nous guidons les spectateurs à travers tout le flux de travail : (1) numérisation de l’emplacement des électrodes EEG à l’aide des outils par défaut du système Nexstim NBS ; (2) l’exportation des données de coordonnées dans des formats compatibles ; (3) intégrer ces données dans les pipelines de prétraitement EEG et de localisation source à l’aide du package MNE-Python. Le protocole inclut également des conseils pour aligner les données numérisées avec les images IRM et optimiser la précision de la coenregistrement. Pour illustrer l’utilité pratique de la méthode, nous l’appliquons à l’analyse des données issues d’une expérience de stimulation tactile.

Des scripts Python personnalisés pour le traitement des coordonnées et la coenregistrement sont fournis afin d’assurer la reproductibilité et la facilité d’adoption. Les résultats montrent que l’intégration de positions numérisées d’électrodes améliore remarquablement la précision anatomique et l’interprétabilité des estimations de la source corticale par rapport aux montages d’électrodes par défaut.

Introduction

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L’électroencéphalographie (EEG) mesure l’activité électrique du cerveau au niveau du cuir chevelu, mais les enregistrements bruts mélangent les signaux de nombreuses sources cérébrales et non cérébrales. La localisation de la source consiste à estimer informatiquement où proviennent dans le cerveau les signaux EEG mesurés, en « cartographiant » effectivement les tensions du cuir chevelu vers les régionscorticales 1. Ces méthodes permettent aux chercheurs de relier l’activité oscillatoire EEG ou les réponses liées à des événements à des zones cérébrales spécifiques, améliorant considérablement l’interprétabilité....

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Protocol

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Toutes les procédures impliquant des participants humains ont été menées conformément aux directives institutionnelles et approuvées par le comité d’éthique concerné. Les participants ont donné leur consentement éclairé avant le début de l’expérience.

1. Préparation du participant et de l’équipement

REMARQUE : Ce protocole utilisait le système Nexstim NBS.

  1. Allumer et calibrer le système NBS
    1. Allumez l’unité principale NBS et la caméra de suivi optique. Vérifiez que le système a bien terminé l’auto-étalonnage, et répétez l’étalonnage si des erreurs sont indiqu....

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Results

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La localisation précise de la source dépend essentiellement d’un placement correct des électrodes et d’une co-enregistrement fiable avec des modèles anatomiques de tête. En pratique, cependant, les capsules EEG sont souvent positionnées de manière imprécise en raison de variations de forme individuelle de la tête ou d’erreurs de placement manuel. Pour illustrer comment ces facteurs influencent les résultats d’analyse, nous avons comparé les résultats des positions numérisées des électrod.......

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Discussion

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Une localisation précise de la source nécessite à la fois une numérisation précise des électrodes et une co-enregistrement fiable avec des modèles anatomiques de tête. Nos résultats (Figure 1, Figure 2 et Figure 3) montrent comment les écarts dans le positionnement des électrodes ou la dépendance aux montages basés sur des modèles peuvent entraîner des erreurs substantielles dans l’alignement spatia.......

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Disclosures

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Les auteurs n’ont aucun intérêt financier concurrent ni aucun autre conflit d’intérêts en vertu de ce travail.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Stimulation cérébrale naviguée (NBS) & NBSP ; SystèmeNexstim & nbsp ;https://www.nexstim.com/healthcare-professionals/nbs-systemNBS est  ; Stimulation magnétique transcrânienne combinée à un système de neuronavigation

References

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  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....

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

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