Method Article

שימוש במערכת ניווט TMS לדיגיטציה מדויקת של מיקומי חיישנים לשיפור מיקום המקור

DOI:

10.3791/69508

January 23rd, 2026

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מציגים שיטה ניתנת לשחזור לדיגיטציה של מיקומי חיישני אלקטרואנצפלוגרפיה בצפיפות גבוהה (EEG) באמצעות כלים של מערכת גירוי מוח מנווט (NBS). גישה זו אינה דורשת הרחבות תוכנה נוספות, אלא רק כלים סטנדרטיים של NBS. בשילוב עם צינורות MNE-Python, גישה זו משפרת את דיוק לוקליזציית המקורות ללא חומרה נוספת.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מיקום מקורות היא טכניקה המשמשת להערכת מקורות פעילות המוח בהתבסס על אותות שנקלטו מהקרקפת. מיקום מקור מדויק תלוי באופן קריטי בדיגיטציה המרחבית המדויקת של מיקומי החיישנים. בפרוטוקול זה אנו מציגים שיטה מעשית ואמינה לדיגיטציה של מיקומי חיישנים באמצעות מערכת גירוי מוח מנווט (NBS). NBS הוא רכיב בציוד גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) הזמין בדרך כלל במעבדות TMS, אך נדיר בשימוש לדיגיטציה של חיישנים במערכות אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) או ספקטרוסקופיה אינפרא-אדומה קרובה (fNIRS) פונקציונלית. גישה זו מאפשרת לחוקרים לנצל תשתיות קיימות כדי לשפר משמעותית את הדיוק המרחבי של מידול המקור, מבלי להשקיע בציוד דיגיטציה ייעודי.

אנו מדריכים את הצופים לאורך כל תהליך העבודה: (1) דיגיטציה של מיקומי אלקטרודות EEG באמצעות כלים ברירת מחדל של מערכת Nexstim NBS; (2) ייצוא נתוני קואורדינטות בפורמטים תואמים; (3) שילוב נתונים אלה בצינורות עיבוד מוקדם EEG ולוקליזציה של מקורות באמצעות חבילת MNE-Python. הפרוטוקול כולל גם טיפים ליישור נתונים דיגיטליים עם תמונות MRI ואופטימיזציה של דיוק רישום משותף. כדי להמחיש את השימושיות המעשית של השיטה, אנו מיישמים אותה לניתוח נתונים מניסוי גירוי מישושי.

סקריפטים מותאמים אישית בפייתון לעיבוד קואורדינטות וריגמה משותפת מסופקים כדי להבטיח שחזוריות וקלות באימוץ. התוצאות מראות ששילוב מיקומי אלקטרודות דיגיטליים משפר משמעותית את הדיוק האנטומי ואת היכולת לפרשנות של הערכות מקור קורטיקלי בהשוואה למונטאז'ים של אלקטרודות ברירת מחדל.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) מודדת את הפעילות החשמלית של המוח בקרקפת, אך ההקלטות הגולמיות מערבבות אותות ממקורות מוחיים רבים ולא-מוחיים. מיקום מקור מתייחס להערכה חישובית היכן במקור אותות ה-EEG הנמדדים במוח, ובכך למעשה "מיפוי" מתחי הקרקפת חזרה לאזורים קורטיקליים1. שיטות אלו מאפשרות לחוקרים לקשר בין פעילות תנודתית של EEG או תגובות הקשורות לאירועים לאזורים ספציפיים במוח, ובכך משפרים משמעותית את יכולת הפרשנות של EEG. השגת מיקום מקור מדויק תלויה באופן קריטי בידיעה מדויקת היכן כל אלקטרודה יושבת בראש ביחס לאנטומיה. עלינו לדיגיטל את מיקומי האלקטרודות כדי לתעד את מיקומן התלת-ממדי המדויק על הראש. קואורדינטות אלו נרשמות או מיוש....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל ההליכים הכוללים משתתפים אנושיים בוצעו בהתאם להנחיות מוסדיות ואושרו על ידי ועדת האתיקה הרלוונטית. המשתתפים נתנו הסכמה מדעת לפני תחילת הניסוי.

1. הכנת המשתתף והציוד

הערה: פרוטוקול זה השתמש במערכת Nexstim NBS.

  1. הדלק וכייל את מערכת NBS
    1. הפעל את היחידה הראשית של NBS ואת מצלמת המעקב האופטית. ודאו שהמערכת משלימה כיול עצמי בהצלחה, וחזרו על הכיול אם התוכנה מציינת שגיאות.
  2. טען את ה-MRI של המשתתף למערכת NBS.
    1. בממשק התוכנה של NBS, בחר את פרופיל הנושא וטען את קובץ ה-MRI המבני בפורמט תואם DICOM או Nexstim.
    2. אם ה-MRI של המשתתף אינ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מיקום מקור מדויק תלוי באופן קריטי במיקום נכון של אלקטרודות ובהתאמה אמינה עם מודלים אנטומיים של ראשים. בפועל, עם זאת, כובעי EEG ממוקמים לעיתים קרובות בצורה לא מדויקת בשל שינויים בצורת הראש או טעויות במיקום ידני. כדי להמחיש כיצד גורמים אלו משפיעים על תוצאות הניתוח, השווינו תוצאות ממיקומי אלקטרודות דיגיטליים באמצעות מכשיר NBS לבין תוצאות שהושגו מפריסות אלקטרודות סטנדרטיות מבוססות תבניות. התוכנות והספריות המשמשות בעיקר לניתוח הן NBS System 5 (v5.1.0), FreeSurfer (v6.0) ו-MNE-Python (v1.8.0)........

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מיקום מקור מדויק דורש גם דיגיטציה מדויקת של האלקטרודות וגם רישום משותף אמין עם מודלים אנטומיים של ראשים. התוצאות שלנו (איור 1, איור 2 ואיור 3) מראות כיצד סטיות במיקום האלקטרודות או הסתמכות על מונטאז'ים מבוססי תבנית עלולות להתפשט לטעויות משמעותיות ביישור המרחבי ובשחזור המקור. במיוחד, הראינו כי אלקטרודות דיגיטליות שהושגו באמצעות מכשיר Nexstim NBS תואמות במדויק לאנטומיה של ה-MRI האישי ומספקות מיקומים א.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין אינטרסים פיננסיים מתחרים או ניגודי עניינים אחרים בהתאם לעבודה זו.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
גירוי מוחי מנווט (NBS)  מערכתNexstim https://www.nexstim.com/healthcare-professionals/nbs-systemNBS הוא  גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי בשילוב עם מערכת ניווט עצבי

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

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

Related Articles