Najlepsza aktualna praktyka uzyskiwania wysokiej jakości danych EEG podczas jednoczesnego fMRI

Ogólnym celem tej procedury jest zainstalowanie kompatybilnego z Mr sprzętu EEG w skanerze MRI w celu jednoczesnego pozyskiwania wysokiej jakości danych EEG i FMRI. Osiąga się to poprzez prawidłowe ustawienie filtrów EEG, częstotliwości próbkowania i synchronizacji. Następnym krokiem jest upewnienie się, że istnieją dobre połączenia między elektrodami EEG a badaną skórą głowy.

Trzecim krokiem jest prawidłowe ustawienie sprzętu EEG wokół skanera MRI. Ostatnim krokiem jest optymalne ustawienie obiektu w skanerze MR w celu standardowego pozyskiwania danych E-E-G-F-M-R-I za pomocą dostępnego na rynku sprzętu. Procedura ta zapewnia, że artefakty w danych EEG są zminimalizowane i optymalnie próbkowane, umożliwiając w ten sposób maksymalne usunięcie artefaktów za pomocą metod przetwarzania końcowego.

Główną zaletą połączenia akwizycji danych EEG i FMI w eksperymentach E-E-G-F-M-I jest to, że podejście to pozwala na jednoczesne monitorowanie sygnałów elektrycznych i hemodynamicznych z ludzkiego mózgu. Glen Spencer, doktorant z mojego laboratorium, pomoże mi zademonstrować ten eksperyment przed przybyciem obiektu. Ustaw sprzęt EEG w sterowni, w której będzie siedział operator skanera.

Podłącz laptopa do EEG, włącz komputer, który zarejestruje dane EEG i otworzy rejestrator widzenia mózgu. Upewnij się, że przestrzeń robocza do rejestrowania danych jest ustawiona na najwyższą dostępną rozdzielczość czasową. Następnie ustaw filtry.

Sprzężenie prądu przemiennego z pasmem filtra w zakresie od 0,016 do 250 Hz jest zwykle optymalne. Skonfiguruj komputer stymulacyjny. W tym badaniu wykorzystano bodźce wzrokowe.

Markery są odczytywane do rejestratora wizyjnego mózgu na początku i na końcu każdego okresu stymulacji. Teraz upewnij się, że zegary skanera EEG i MRI są zsynchronizowane. Najpierw włącz synchronizację skanera i zegarów EEG za pomocą panelu sterowania oprogramowania.

Następnie sprawdź synchronizację, czy jest poprawna. Pojawi się ikona zielonej kropki i znacznik synchronizacji. Następnie skonfiguruj skaner MR.

W tym przypadku używana jest cewka RF nadawcza korpusu i 32-kanałowa cewka odbiorcza RF głowicy. Jeśli to możliwe, najlepiej jest używać cewki nadawczej wielkości głowicy, ponieważ minimalizuje to ryzyko nagrzewania się RF nasadki EEG i powiązanych. Przydatny jest port dostępowy na cewce głowicy.

Pozwala na to, aby z czepka EEG biegły po prostej ścieżce od skanera. Teraz sprawdź sekwencje. Sekwencja FMRI musi wykorzystywać wycinek tr, który jest wielokrotnością 200 mikrosekund, który jest okresem zegara EEG.

Na koniec wykonaj ostatnią kontrolę. Wysoki sprzęt nagrywa zgodnie z oczekiwaniami. Najpierw wyjaśnij osobie badanej cel eksperymentu i to, co się stanie.

Następnie zmierz obwód głowy osoby badanej pod kątem rozmiaru czapki. Umieść nasadkę na głowie, zaczynając od przodu głowy i ciągnąc do tyłu. Umieść nasadkę prawidłowo.

Elektroda CZ musi znajdować się bezpośrednio między nasionem a nianem, a także wyśrodkowana na lewej prawej osi. Teraz podłącz elektrody do głowy Najpierw odsuń włosy z drogi. Następnie nałóż alkohol, a następnie lekki żel ABRY, aby wykonać połączenie elektryczne między elektrodą a głowicą.

Następnie przymocuj elektrodę EKG do podstawy pleców, stosując podobną metodę, jak w przypadku elektrod nasadkowych. Ta elektroda mierzy bicie serca z dołączonymi elektrodami. Pracuj nad ich stykami, aby zmniejszyć ich impedancje do mniej niż 10 kiloomów.

Nie obejmuje to rezystancji rezystorów wewnętrznych w każdej elektrodzie. Na koniec sprawdź dane, aby zobaczyć, że jakość danych EEG jest zadowalająca. Poproś pacjenta, aby usiadł podczas ustawiania sprzętu EEG w pomieszczeniu skanera MR.

Następnie zabierz wzmacniacz do ekranowanego pomieszczenia i umieść go na stole z tyłu skanera. Podłącz amplifier do długiego światłowodowego. Przeprowadź światłowodowy przez falowód i podłącz go do adaptera USB brain AMP w sterowni.

Teraz zabierz badaną osobę do pokoju i poproś ją, aby usiadła na łóżku skanera. Daj tematowi zatyczki do uszu, słuchawki i przycisk połączenia. Następnie upewnij się, że temat jest wygodny.

Teraz podejrzyj głowę fotografowanej osoby, aby zminimalizować ruchy głowy. Umieść cewkę głowicy nad głową badanego podmiotu. EEG muszą opuszczać cewkę głowicy wzdłuż najkrótszej dostępnej ścieżki.

Następnie przenieś obiekt do otworu skanera. Upewnij się, że elektrody FP jeden i FP dwa znajdują się w środku ISO skanera MR w osi Z. Teraz przymocuj nasadkę EEG do wzmacniacza z tyłu skanera.

W odprowadzeniach EEG nie powinno być żadnych pętli przewodowych. W tym miejscu należy maksymalnie odizolować EEG od drgań skanera MR. Odbywa się to za pomocą belki wspornikowej.

Wzmacniacze można również umieścić bezpośrednio na płytce skanera, jak pokazano tutaj. W takim przypadku ważne jest, aby użyć jak najkrótszych dostępnych taśmowych. Upewnij się, że i wzmacniacze są odizolowane od wibracji, a system znajduje się centralnie w osi zestawu.

Porozmawiaj z testerem z pokoju konsoli, aby upewnić się, że słyszy operatora skanera i że czuje się dobrze. Drugi eksperymentator powinien monitorować EEG, sprawdzając, czy w śladach nie ma zaszumionych kanałów, a także zielonego zlewu. u dołu ekranu.

Teraz wyłącz pompy kriogeniczne, aby zatrzymać szkodliwy wpływ pomp kriogenicznych na jakość nagrywania. Następnie poproś badanego, aby poruszył głową o niewielką wartość. O tym, jak ważne jest utrzymanie głowy w bezruchu, świadczą duże napięcia w zapisie EEG, które wynikają z niewielkich ruchów głowy.

Następnie przetestuj zapis aktywności neuronalnej, prosząc badanego o otwieranie i zamykanie oczu. Aktywność potyliczna alfa powinna być mierzona powyżej poziomu hałasu. Artefakt pulsu można wyraźnie zobaczyć w surowych danych, szczególnie na elektrodach nad skroniami.

Użyj śladu EKG, aby skorygować ten artefakt w czasie rzeczywistym za pomocą widoku nagrywania. Gdy jakość danych zostanie zoptymalizowana, a pacjent będzie gotowy, rozpocznij skanowanie przygotowawcze MRI i zaplanuj pozycjonowanie warstwy dla FMRI. Gdy tylko rozpocznie się każde badanie MRI, gradienty spowodują duże artefakty w EEG.

Gdy eksperyment FMRI będzie gotowy do rozpoczęcia, zacznij zapisywać dane z EEG. Teraz rozpocznij eksperyment. Upewnij się, że markery z prezentacji bodźca i skanera MR są widoczne w rejestratorze widzenia mózgu.

Jakość EEG będzie wydawać się bardzo słaba, ale można ją wyczyścić w widoku nagrywania lub podczas przetwarzania końcowego. Najpierw popraw artefakt gradientu wykonany tutaj w widoku nagrywania przed usunięciem artefaktu impulsu. Z usuniętym artefaktem gradientu.

Kontynuuj wprowadzanie poprawek artefaktu impulsu. Jest to jakość sygnału, której należy się spodziewać, gdy nie została wykonana żadna korekta artefaktu. Oczywiste jest, że wszelka aktywność neuronalna jest zaciemniona.

Artefakt gradientu występuje przy odrębnych częstotliwościach, które są harmonicznymi częstotliwości akwizycji wycinka w sekwencji FMRI obejmującej cały zakres częstotliwości nagrania. Po usunięciu artefaktu gradientu artefakt impulsu zostaje ujawniony. Istnieje znaczna zmienność przestrzenna tego artefaktu, a ta oz, jeden z kanałów będących przedmiotem zainteresowania tego eksperymentu wizualnego, wyświetla szczególnie duży artefakt impulsowy.

Ten artefakt ma niższą częstotliwość niż artefakt gradientowy i jest związany z aktywnością serca. W tych danych artefakt tętna został skorygowany za pomocą średniego odjęcia artefaktu w analizatorze drugim, a piki R przebiegu serca zostały wykryte na podstawie zapisu EKG. Pozostałe sygnały są znacznie mniejsze i ujawniają sygnały neuronalne.

Teraz podziel dane na segmenty zgodnie z prezentacją bodźca do analizy, przy czym najprostszymi są wykresy średniej wywołanej odpowiedzi dla każdego kanału. Te wywołane reakcje dla kanałów o jeden i o dwa są średnimi dla 300 bodźców. Mapa topograficzna dla P one 20 znajduje się po prawej stronie, badająca wywołane odpowiedzi uśrednione w 32. blokach mierzonych od kanału oh one, ujawnia naturalną i nieprzewidywalną zmienność odpowiedzi.

Ta zmienność może być wykorzystana do zbadania korelacji między jednoczesnymi zapisami śmiałych odpowiedzi a odpowiedziami EEG. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś mieć dobre wyobrażenie o najlepszych obecnych praktykach uzyskiwania wysokiej jakości danych EG przy jednoczesnym FMRI, przy użyciu dostępnego na rynku sprzętu Po wykonaniu pomiarów przy użyciu konfiguracji opisanej w tym filmie. Dalsze metody analizy mogą być stosowane do danych EEG i FMI w celu zidentyfikowania czasoprzestrzennej charakterystyki sygnałów elektrycznych i hemodynamicznych z ludzkiego mózgu.