Acquisition fiable de données d’électroencéphalographie au cours de l’électroencéphalographie simultanée et de l’IRM fonctionnelle

Notre protocole fournit des étapes importantes qui assurent la qualité des données, en particulier la qualité de chaque donnée, qui est la clé du succès d’une étude simultanée EEG-IRMf, mais qui est rarement soulignée. Ce protocole est simple et n’utilise que des produits médicaux facilement disponibles, il est donc très facile à suivre. Ce protocole mène à une meilleure qualité et lisibilité de l’EEG acquis simultanément avec le fMRI, qui est particulièrement utile pour identifier les changements subtils d’EEG dans des études d’épilepsie.

Ce protocole est également utile pour identifier des événements subtils d’EEG dans des ERPs d’essai simples des études neurocognitives. Pour commencer, connectez les amplificateurs EEG et bipolaires compatibles IRM aux batteries complètement chargées et à l’ordinateur d’enregistrement. Assurez-vous que l’espace de travail du logiciel d’enregistrement est correctement configuré.

Chargez une seringue de 10 millilitres avec le gel conducteur abrasif pour l’application du capuchon EEG. Mesurez la circonférence de la tête du sujet en enroulant un ruban à mesurer flexible et non extensible autour de la tête, sur les crêtes super orbitales de l’occiput. Sélectionnez un capuchon de taille appropriée qui est d’un centimètre plus grand que la circonférence de la tête et assurez-vous qu’il est confortable pour le sujet.

Après avoir placé le capuchon à la position approximative sur la tête du sujet, mesurez les longueurs de l’arc inion-nasion et marquez l’intersection de l’arc inion-nasion et de l’arc périauriculaire. Faites glisser le capuchon sur la tête de sorte que la position de l’électrode CZ soit ajustée à cette intersection. Assurez-vous que le capuchon n’est pas tourné horizontalement en vérifiant manuellement que les électrodes météorologiques FZ, PZ, OZ, de référence et de masse sont positionnées sur l’arc inion-nasion.

Exposez la peau sous chaque électrode en déplaçant les cheveux sur le côté à l’aide du dos d’un coton-tige. Frottez la peau sous chaque électrode en faisant tourner rapidement un coton-tige contenant une solution d’alcool à 70% placée à travers l’ouverture de l’électrode. Appliquez une petite quantité du gel conducteur abrasif dans l’ouverture et abrasez la peau en faisant tourner rapidement un coton-tige.

Surveillez l’impédance de l’électrode et répétez l’abrasion jusqu’à ce que l’impédance tombe au moins en dessous de 20 kiloohms. Une fois que l’impédance est satisfaisante, remplissez l’ouverture avec le même gel, en vous assurant de ne pas appliquer de gel excessif dans l’ouverture pour éviter de faire le pont entre les électrodes. Avant de placer l’électrode ECG à l’arrière, demandez au sujet de s’asseoir debout sans fléchir le cou.

Placez l’électrode ECG à deux ou trois centimètres à gauche du sillon médian, en vous assurant que le fil est droit à l’arrière, mais avec une tolérance le long de la courbe du cou pour éviter le déplacement lorsque le sujet se couche sur la table d’IRM. Frottez la peau sous l’électrode ECG avec un écouvillon d’alcool. Fixez l’électrode ECG à la peau à l’aide d’un anneau adhésif double face et surveillez l’impédance en répétant l’abrasion de la peau avec un coton-tige.

Pliez le coton-tige d’alcool sec en quatre et placez-le sur l’électrode ECG, puis collez l’écouvillon sur la peau à l’aide d’un ruban adhésif chirurgical. Collez le fil d’électrode ECG sur la peau jusqu’à l’épaule. Placez un ensemble de fils de carbone pré-tressés composés de six boucles sur le capuchon afin que les fils soient en parallèle avec le faisceau d’électrodes sur le dessus de la tête.

Utilisez du ruban chirurgical pour fixer les boucles autour des électrodes afin que les boucles couvrent la tête, chaque boucle couvrant une zone presque égale. Enveloppez la tête du sujet avec un bandage élastique sur le capuchon EEG et les boucles de carbone, en vous assurant que le bandage couvre toutes les électrodes et n’est pas trop serré. Demandez si le sujet ressent une pression inconfortable sur la tête lors de l’application du pansement.

Pour l’acquisition de l’état de repos, demandez au sujet d’appliquer des écouteurs compatibles IRM. Utilisez un casque ou des écouteurs pour l’acquisition basée sur les tâches, en vous assurant que le sujet peut entendre à travers les deux côtés du casque ou des écouteurs. Placez un oreiller plat en mousse à mémoire de forme compatible AVEC L’IRM dans la moitié inférieure de la bobine de tête avant de demander au sujet de s’allonger et de placer la tête dans la bobine.

Placez ensuite l’électrode et les faisceaux de fils de carbone directement à travers l’ouverture supérieure de la bobine de tête. Ajoutez des oreillers en mousse à mémoire de forme au sommet de la tête, du front et de la zone temporelle, remplissant tous les espaces laissés dans la bobine de tête, tout en ne comprimant pas trop étroitement la tête du sujet. Placez la moitié supérieure de la bobine de tête et fermez la bobine, en vous assurant que les oreillers ne serrent pas la tête.

Placez un oreiller en mousse à mémoire de forme demi-cylindre à l’arrière du cou afin que le fil d’électrode ECG soit bien pris en sandwich entre l’oreiller et le cou. Après avoir placé tous les oreillers en mousse à mémoire de forme, vérifiez que le sujet peut toujours entendre à travers les deux côtés des casques ou des écouteurs. Placez le miroir et demandez au sujet d’ajuster le miroir une fois que la tête du sujet est à l’isocentre de l’alésage IRM.

Après avoir connecté les électrodes EEG et ECG à l’amplificateur EEG, et les boucles de fil de carbone à l’amplificateur bipolaire placé à l’arrière de l’alésage IRM, connectez les amplificateurs à l’ordinateur d’enregistrement à l’aide de fibres optiques. Allumez ensuite les amplificateurs et vérifiez que l’impédance de toutes les électrodes est encore faible. Disposez tous les fils entre la sortie de l’ouverture supérieure de la bobine de tête et les amplificateurs de sorte qu’ils soient placés droit et au centre de l’alésage IRM.

Placez une boucle de fil de carbone autour du câble ruban, allant de la boîte de connecteur des électrodes EEG et ECG à l’amplificateur. Immobilisez les fils en les prenant tous en sandwich avec des sacs de sable MR-safe et non ferromagnétiques entre la sortie de l’ouverture supérieure de la bobine de tête et les amplificateurs. Placez des sacs de sable sur les amplificateurs et placez les amplificateurs à l’extérieur de l’alésage de l’aimant, à l’aide de câbles fournis par le fabricant.

Communiquer avec le sujet à partir de la salle de console pour confirmer que le sujet peut entendre l’opérateur et lui demander de ne pas bouger pendant l’acquisition des données. Commencez l’enregistrement EEG avant de commencer l’acquisition de l’IRMf. Vérifiez si les marqueurs du scanner et du déclencheur de volume sont affichés périodiquement dans l’enregistrement EEG en ligne.

Des signaux représentatifs d’EEG obtenus des sujets qui ont participé à l’étude neurocognitive et à l’étude d’épilepsie utilisant ce protocole sont montrés ici. Les signaux EEG acquis des deux études étaient semblables avant traitement. Les signaux résultants d’EEG des deux études étaient de qualité analysable sans contamination évidente des objets façonné d’ECG, comme vu ici.

Des activités épileptiques ont été clairement vues sur l’EEG pendant l’étude d’épilepsie. Sur l’EEG acquis pendant l’étude neurocognitive, des clignements, le mouvement oculaire, et les objets façonné de muscle ont été vus, particulièrement dans les fils frontaux FP1 et FP2 après déplacement d’artefact. Aucun artefact provenant des vibrations de la machinerie n’a été vu sur les signaux EEG post-traités acquis au cours des deux études.

En outre, les électrodes d’EEG n’ont pas causé des objets façonné évidents sur M. images acquises simultanément. En essayant ce protocole, immobilisez la tête du sujet, les fils, et les câbles pour diminuer adéquatement les vibrations mécaniques. Ce protocole est actuellement utilisé pour notre projet de neurosciences qui nécessite la détection d’un seul essai ERP.

Il ouvre la voie à l’utilisation simultanée de l’EEG-IRM dans la recherche non invasive sur l’interface cerveau-ordinateur.