Method Article

Gebruik van een TMS-navigatiesysteem voor hoogprecisie digitalisering van sensorlocaties om de bronlokalisatie te verbeteren

DOI:

10.3791/69508

January 23rd, 2026

In This Article

Summary

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

We presenteren een reproduceerbare methode voor het digitaliseren van locaties van hoog-dichtheid elektro-encefalografie (EEG) sensoren met behulp van instrumenten van een Navigated Brain Stimulation (NBS) systeem. Deze aanpak vereist geen extra software-extensies, alleen standaard NBS-tools. Geïntegreerd met MNE-Python-pijplijnen verbetert deze aanpak de nauwkeurigheid van bronlokalisaties zonder extra hardware.

Abstract

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

Bronlokalisatie is een techniek die wordt gebruikt om de bronnen van hersenactiviteit te schatten op basis van signalen die vanaf de hoofdhuid worden opgenomen. Nauwkeurige bronlokalisatie is in belangrijke mate afhankelijk van de precieze ruimtelijke digitalisering van sensorlocaties. In dit protocol presenteren we een praktische en betrouwbare methode voor het digitaliseren van sensorlocaties met behulp van het Navigated Brain Stimulation (NBS)-systeem. NBS is een onderdeel van Transcraniële Magnetische Stimulatie (TMS)-apparatuur die algemeen beschikbaar is in TMS-laboratoria, maar zelden wordt gebruikt voor sensordigitalisering van elektro-encefalografie (EEG) of functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS) systemen. Deze aanpak stelt onderzoekers in staat bestaande infrastructuur te benutten om de ruimtelijke nauwkeurigheid van bronmodellering aanzienlijk te verbeteren, zonder te hoeven investeren in speciale digitaliseringsapparatuur.

We begeleiden kijkers door de volledige workflow: (1) het digitaliseren van de locaties van EEG-elektroden met behulp van de standaardtools van het Nexstim NBS-systeem; (2) het exporteren van coördinatengegevens in compatibele formaten; (3) het integreren van deze gegevens in EEG-preprocessing en bronlokalisatiepijplijnen met behulp van het MNE-Python-pakket. Het protocol bevat ook tips om gedigitaliseerde gegevens te vergelijken met MRI-beelden en de nauwkeurigheid van coregistratie te optimaliseren. Om het praktische nut van de methode te illustreren, passen we deze toe om gegevens van een tactiele stimulatie-experiment te analyseren.

Aangepaste Python-scripts voor coördinatverwerking en coregistratie worden aangeboden om reproduceerbaarheid en gebruiksgemak te waarborgen. De resultaten tonen aan dat het integreren van gedigitaliseerde elektrodeposities de anatomische nauwkeurigheid en interpreteerbaarheid van corticale bronschattingen aanzienlijk verbetert in vergelijking met standaard elektrodemontages.

Introduction

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

Elektro-encefalografie (EEG) meet de elektrische activiteit van de hersenen op de hoofdhuid, maar de ruwe opnames mengen signalen van veel hersen- en niet-hersenbronnen. Bronlokalisatie verwijst naar het computationeel schatten van waar in de hersenen de gemeten EEG-signalen vandaan komen, waardoor de hoofdhuidspanningen effectief worden "gemappt" naar corticale gebieden1. Deze methoden stellen onderzoekers in staat om EEG-oscillerende activiteit of gebeurtenisgerelateerde responsen te koppelen aan specifieke hersengebieden, wat de interpreteerbaarheid van EEG aanzienlijk verbetert. Het bereiken van nauwkeurige....

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

Protocol

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

Alle procedures waarbij menselijke deelnemers betrokken zijn, zijn uitgevoerd in overeenstemming met de institutionele richtlijnen en goedgekeurd door de relevante ethische commissie. Deelnemers gaven vooraf geïnformeerde toestemming voorafgaand aan de start van het experiment.

1. Voorbereiding van de deelnemer en uitrusting

OPMERKING: Dit protocol gebruikte het Nexstim NBS-systeem.

  1. Zet het NBS-systeem aan en kalibreer het
    1. Zet de NBS-hoofdunit en de optische volgcamera aan. Controleer of het systeem de zelfkalibratie succesvol voltooit en herhaal de kalibrat....

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

Results

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

Nauwkeurige bronlokalisatie hangt in belangrijke mate af van correcte plaatsing van elektroden en betrouwbare coregistratie met anatomische kopmodellen. In de praktijk worden EEG-kappen echter vaak onnauwkeurig geplaatst door individuele variatie in de hoofdvorm of fouten bij handmatige plaatsing. Om te illustreren hoe deze factoren de analyseresultaten beïnvloeden, vergeleken we de resultaten van gedigitaliseerde elektrodeposities met het NBS-apparaat met resultaten verkregen uit standa.......

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

Discussion

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

Nauwkeurige bronlokalisatie vereist zowel precieze elektrodedigitalisering als betrouwbare coregistratie met anatomische kopmodellen. Onze resultaten (Figuur 1, Figuur 2 en Figuur 3) tonen aan hoe afwijkingen in elektrodepositionering of het vertrouwen op sjabloonmontages kunnen leiden tot aanzienlijke fouten in ruimtelijke uitlijning en bronreconstructie. In het bijzonder toonden we aan dat gedigit.......

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

Disclosures

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

De auteurs hebben geen concurrerende financiële belangen of andere belangenconflicten op basis van dit werk.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Navigated Brain Stimulation (NBS) SystemNexstim https://www.nexstim.com/healthcare-professionals/nbs-systemNBS is transcranial magnetic stimulation combined with a neuronavigation system

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