Betrouwbare verwerving van elektro-encefalografiegegevens tijdens gelijktijdige elektro-encefalografie en functionele MRI

Ons protocol biedt belangrijke stappen die de gegevenskwaliteit garanderen, met name de kwaliteit van elke gegevens, wat de sleutel is tot het succes van een gelijktijdig EEG-fMRI-onderzoek, maar zelden wordt benadrukt. Dit protocol is eenvoudig en gebruikt alleen direct beschikbare medische producten, daarom is het zeer gemakkelijk te volgen. Dit protocol leidt tot een betere kwaliteit en leesbaarheid van het EEG dat gelijktijdig met fMRI is verkregen, wat vooral nuttig is voor het identificeren van subtiele EEG-veranderingen in epilepsiestudies.

Dit protocol is ook nuttig voor het identificeren van subtiele EEG-gebeurtenissen in enkelvoudige erp's van neurocognitieve studies. Sluit om te beginnen de MRI-compatibele EEG- en bipolaire versterkers aan op de volledig opgeladen accu's en op de opnamecomputer. Zorg ervoor dat de werkruimte van de opnamesoftware correct is ingesteld.

Plaats een spuit van 10 milliliter met de schurende geleidende gel voor het aanbrengen van de EEG-dop. Meet de hoofdomtrek van het onderwerp door een flexibel, niet-rekbaar meetlint rond het hoofd te wikkelen, over de super orbitale ruggen in het achterhoofd. Selecteer een dop van de juiste grootte die een centimeter groter is dan de hoofdomtrek en zorg ervoor dat deze comfortabel is voor het onderwerp.

Nadat u de dop bij benadering op het hoofd van het onderwerp hebt geplaatst, meet u de lengtes van de inion-nasion boog en markeert u het snijpunt van de inion-nasion boog en de periauricular boog. Schuif de dop over de kop zodat de positie van elektrode CZ op dit snijpunt wordt ingesteld. Zorg ervoor dat de dop niet horizontaal wordt gedraaid door handmatig te controleren of weerelektroden FZ, PZ, OZ, referentie en massa over de inion-nasion boog zijn geplaatst.

Stel de huid onder elke elektrode bloot door het haar naar de zijkant te verplaatsen met behulp van de achterkant van een wattenstaafje. Wrijf de huid onder elke elektrode door snel een wattenstaafje met 70% alcoholoplossing door de opening van de elektrode te draaien. Breng een kleine hoeveelheid van de schurende geleidende gel aan in de opening en schuur de huid door snel een wattenstaafje te draaien.

Controleer de impedantie van de elektrode en herhaal de slijtage totdat de impedantie daalt tot ten minste minder dan 20 kiloohms. Zodra de impedantie bevredigend is, vult u de opening met dezelfde gel en zorgt u ervoor dat u geen overmatige gel in de opening aanbrengt om overbrugging tussen elektroden te voorkomen. Voordat u de ECG-elektrode aan de achterkant plaatst, moet u het onderwerp vragen rechtop te gaan zitten zonder de nek te buigen.

Plaats de ECG-elektrode twee tot drie centimeter van de middengroef en zorg ervoor dat de draad recht naar achteren is, maar met toelage langs de ronding van de nek om verplaatsing te voorkomen wanneer de proefpersoon op de MRI-tafel ligt. Wrijf de huid onder de ECG-elektrode in met een alcoholdoekje. Bevestig de ECG-elektrode aan de huid met behulp van een dubbelzijdige zelfklevende ring en controleer de impedantie door de slijtage van de huid met een wattenstaafje te herhalen.

Vouw het droge alcohol wattenstaafje in vier en plaats het op de ECG-elektrode en plak het wattenstaafje vervolgens met een chirurgische plakband op de huid. Plak de ECG-elektrodedraad op de huid tot aan de schouder. Plaats een set voorgevlochten koolstofdraden bestaande uit zes lussen over de dop, zodat de draden parallel lopen met de bundel elektroden aan de bovenkant van het hoofd.

Gebruik chirurgische tape om de lussen rond de elektroden vast te zetten, zodat de lussen het hoofd bedekken met elke lus die bijna een gelijk gebied bedekt. Wikkel het hoofd van de proefpersoon met een elastisch verband over de EEG-dop en de koolstoflussen, zorg ervoor dat het verband alle elektroden bedekt en niet te strak zit. Vraag of het onderwerp ongemakkelijke druk op het hoofd voelt tijdens het aanbrengen van het verband.

Voor het verkrijgen van rusttoestanden, instrueer het onderwerp om MRI-compatibele oordopjes toe te passen. Gebruik een headset of oortelefoons voor taakgebaseerde acquisitie en zorg ervoor dat het onderwerp via beide zijden van de headset of oortelefoons kan horen. Plaats een MRI-compatibel plat traagschuimkussen in de onderste helft van de hoofdspoel voordat u het onderwerp vraagt om te gaan liggen en het hoofd in de spoel te plaatsen.

Plaats vervolgens de elektrode- en koolstofdraadbundels recht door de bovenste opening van de hoofdspoel. Voeg traagschuimkussens toe aan de bovenkant van het hoofd, het voorhoofd en het temporale gebied, vul alle ruimtes die in de hoofdspoel achterblijven, zonder het hoofd van het onderwerp te strak samen te drukken. Plaats de bovenste helft van de hoofdspoel en sluit de spoel, zorg ervoor dat de kussens niet in het hoofd knijpen.

Plaats een halfcilindervormig traagschuimkussen aan de achterkant van de nek, zodat de ECG-elektrodedraad goed tussen het kussen en de nek is ingeklemd. Test na het plaatsen van alle traagschuimkussens of het onderwerp nog steeds door beide zijden van de headsets of oortelefoons kan horen. Plaats de spiegel en instrueer het onderwerp om de spiegel aan te passen zodra het hoofd van de proefpersoon zich in het isocentrum van de MRI-boring bevindt.

Nadat de EEG- en ECG-elektroden op de EEG-versterker zijn aangesloten en de koolstofdraadlussen naar de bipolaire versterker die aan de achterkant van de MRI-boring is geplaatst, sluit u de versterkers aan op de opnamecomputer met behulp van optische vezels. Schakel vervolgens de versterkers in en controleer of de impedantie van alle elektroden nog steeds laag is. Plaats alle draden tussen de uitlaat van de bovenste opening van de hoofdspoel en de versterkers zo dat ze recht en in het midden van de MRI-boring worden geplaatst.

Plaats een koolstofdraadlus rond de lintkabel, van de EEG- en ECG-elektrodenconnectordoos naar de versterker. Immobiliseer de draden door ze allemaal te voorzien van MR-veilige en non-ferromagnetische zandzakken tussen de uitlaat van de bovenste opening van de hoofdspoel en de versterkers. Plaats zandzakken op de versterkers en plaats de versterkers buiten de boring van de magneet met behulp van kabels die door de fabrikant worden geleverd.

Communiceer met het onderwerp vanuit de consoleruimte om te bevestigen dat het onderwerp de operator kan horen en het onderwerp kan instrueren om niet te bewegen tijdens het verzamelen van gegevens. Start de EEG-opname voordat u begint met fMRI-acquisitie. Controleer of markeringen van de scanner en volumetrigger periodiek worden weergegeven in de online EEG-opname.

Representatieve EEG-signalen verkregen van proefpersonen die deelnamen aan de neurocognitieve studie en epilepsiestudie met behulp van dit protocol worden hier getoond. De EEG-signalen die uit beide studies werden verkregen, waren vergelijkbaar vóór de verwerking. De resulterende EEG-signalen van beide studies waren van analyseerbare kwaliteit zonder zichtbare verontreiniging van ECG-artefacten, zoals hier te zien is.

Epileptische activiteiten werden duidelijk gezien op het EEG tijdens de epilepsiestudie. Op het EEG verkregen tijdens de neurocognitieve studie, knipperen, oogbeweging, en spier artefacten werden gezien, vooral in de frontale leads FP1 en FP2 na artefact verwijdering. Er werd geen artefact gezien dat afkomstig was van trillingen van machines op nabewerking van EEG-signalen die tijdens beide studies werden verkregen.

Bovendien veroorzaakten de EEG-elektroden geen zichtbare artefacten op de MR-beelden die tegelijkertijd werden verkregen. Wanneer u dit protocol probeert, immobiliseert u de kop van het onderwerp, de draden en de kabels om mechanische trillingen adequaat te verminderen. Dit protocol wordt momenteel gebruikt voor ons neurowetenschappelijke project waarvoor ERP-detectie van één enkele proefversie vereist is.

Het maakt de weg vrij voor het gebruik van gelijktijdige EEG-MRI in niet-invasief onderzoek naar hersencomputerinterfaces.