Name: Niezawodna akwizycja danych elektroencefalograficznych podczas jednoczesnej elektroencefalografii i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-03-19T13:45:00.000+00:00
Duration: 11 min
Description: Poznaj niezawodny protokół akwizycji danych EEG podczas jednoczesnego badania fMRI, zapewniający wysoką jakość sygnału i czytelność wyników w badaniach neurokognitywnych oraz epileptycznych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

To badanie było sponsorowane przez Narodowy Instytut Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych Japonii (NICT).
Autorzy dziękują fizykom i technologom MRI z Centrum Informacji i Sieci Neuronowych za ich zaangażowanie w pozyskiwanie dobrej jakości danych MRI.
Dr. Khoo jest finansowany przez Grant-in-Aid for Scientific Research (Nr. 18H06261, 19K21353, 20K09368) z Ministerstwa Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii Japonii oraz grant z National Institute of Information and Communications Technology of Japan (NICT), a także był wspierany przez stypendium Marka Rayporta i Shirley Ferguson Rayport w zakresie chirurgii epilepsji oraz stypendium Prestona Robba z Montreal Neurological Institute (Kanada), stypendysta Uehara Memorial Foundation (Japonia). Otrzymała nagrodę sponsorowaną przez Japońskie Towarzystwo Epilepsji, wsparcie w ramach programu stypendialnego Amerykańskiego Towarzystwa Epilepsji (AES) oraz stypendium podróżne od Międzynarodowej Ligi Przeciwko Padaczce (ILAE).
Dr Tani jest finansowany przez Grant-in-Aid for Scientific Research (No. 17K10895) z Ministerstwa Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii Japonii i otrzymał wsparcie badawcze od Fundacji Mitsui-Kousei, fundusze na podróż od Medtronic, tantiemy za publikację artykułów (Gakken Medical Shujunsha, Igaku-shoin) oraz honoraria za pełnienie funkcji prelegenta (Medtronic, Daiichi-Sankyo Pharmaceuticals, Eisai Pharmaceuticals).
Dr. Oshino jest finansowany przez Grant-in-Aid for Scientific Research (No. 17K10894) z Ministerstwa Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii Japonii. Otrzymywał tantiemy za publikację artykułów (Medicalview, Igaku-shoin) oraz honoraria za pełnienie funkcji prelegenta (Insightec, Eisai Pharmaceuticals, Daiichi-Sankyo Pharmaceuticals, UCB, Otsuka Pharmaceuticals, Teijin Pharma, Yamasa Corporation).
Dr. Fujita jest finansowany przez Grant-in-Aid for Scientific Research (No. 19K18388) z Ministerstwa Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii Japonii.
Dr Gotman jest finansowany przez Kanadyjskie Instytuty Badań nad Zdrowiem (Nie. FDN 143208).
Dr. Kishima jest finansowany przez Grant-in-Aid for Scientific Research (nr 18H04085, 18H05522, 16K10212, 16K10786) z Ministerstwa Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii Japonii, Międzyresortowego Programu Promocji Innowacji Strategicznych (No. SIPAIH18E01), Japońska Agencja Badań i Rozwoju Medycznego oraz Japońska Fundacja Badań nad Padaczką.

Komisja etyki badań Szpitala Uniwersyteckiego w Osace oraz komisja bezpieczeństwa Centrum Informacji i Sieci Neuronowych (CiNET) zatwierdziły protokół (Szpital Uniwersytecki w Osace nr zatwierdzenia 18265 i 19259; Homologacja CiNET nr 2002210020 i 2002120020). Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną świadomą zgodę na swój udział.
1. Przygotowanie zestawu eksperymentalnego
<ol>
	<li>Podłącz kompatybilne z MRI wzmacniacze EEG i bipolarne do akumulatorów (upewnij się, że są w pełni naładowane) i do komputera rejestrującego.</li>
	<li>Upewnij się, że obszar roboczy oprogramowania do nagrywania jest poprawnie skonfigurowany. Ustaw rozdzielczość amplitudy na 0,5 μV, aby uniknąć nasycenia wzmacniacza; Ustaw filtry częstotliwości zgodnie z interesującym Cię pasmem częstotliwości. Ustaw częstotliwość próbkowania na 5 000 Hz (maksymalna możliwa dla wzmacniaczy używanych w tym protokole), niezależnie od interesującego pasma częstotliwości. 
	UWAGA: Rozdzielczość amplitudy przy 0,5 μV odpowiada maksymalnej wartości 16,38 mV, która jest wystarczająca do zarejestrowania artefaktu gradientu, biorąc pod uwagę, że piki artefaktów gradientu mogą osiągać amplitudy ponad 100-krotnie większe niż spontaniczne EEG skóry głowy (około 10-100 μV) przy dużych prędkościach (>1000-krotnie szybciej niż tempo zmian trwającego EEG). Teoretycznie częstotliwość próbkowania powinna być co najmniej dwa razy wyższa (twierdzenie Nyquista) niż najwyższa częstotliwość w widmie przełączania gradientu, aby dokładnie próbkować artefakty przełączania gradientu o wysokiej częstotliwości i wykryć prawdziwy początek aktywności gradientu każdego woluminu w celu późniejszego usunięcia12,18. Jednak zwiększenie częstotliwości próbkowania powoduje powstawanie dużych rozmiarów plików, które wymagają znacznych inwestycji w przechowywanie danych, a także mogą utrudniać późniejsze przetwarzanie końcowe. Korzystanie z urządzenia synchronizującego sprawia, że nie ma potrzeby zwiększania częstotliwości próbkowania w celu poprawy synchronizacji między zegarami EEG i MR (patrz krok 1.4). Częstotliwość próbkowania 5 000 Hz jest odpowiednia dla zwykłych zapisów EEG/potencjału związanego ze zdarzeniami (ERP), a wyższe częstotliwości próbkowania nie poprawiają jakości danych, ponieważ późniejszy proces korekcji artefaktów, który obejmuje próbkowanie danych w dół do częstotliwości poniżej 500 Hz i dodatkowe filtrowanie dolnoprzepustowe, eliminuje wszystkie pozostałości korekcji gradientu wysokiej częstotliwości, które mogą istnieć18.</li>
	<li>Zapoznaj się z instrukcją, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat prawidłowych ustawień oprogramowania rejestrującego potrzebne do akwizycji EEG w MRI, które różni się od tego poza MRI.</li>
	<li>Sprawdź, czy znaczniki ze skanera, tj. znaczniki synchronizacji zegara (synchronizacja domyślnie włączona) i wyzwalacza głośności (domyślnie R128), są okresowo wyświetlane w zapisie EEG online. Synchronizacja na wyświetlaczu wskazuje, że skaner MRI i zegary EEG są zsynchronizowane, a R128 wskazuje, że wyzwalacze głośności są rejestrowane w celu późniejszego przetwarzania końcowego. Skaner MRI i zegary EEG są synchronizowane za pomocą urządzenia SyncBox, które wykrywa wyjście zegara skanera (zwykle 10 MHz i więcej), próbkuje w dół i wysyła sygnał zegara (oraz znaczniki synchronizacji) do interfejsu USB2. 
	UWAGA: Interfejs USB2 wysyła dane EEG ze wszystkich wzmacniaczy, które są zablokowane fazowo z sygnałem zegara skanera, do komputera rejestrującego18. Okresowa synchronizacja markerów to wyzwalacze generowane przez impuls elektryczny skanera w celu zsynchronizowania próbkowania sygnału EEG przez szybkość skanera MR, co jest niezbędne do korekcji artefaktów skanera. Wyzwalacze głośności służą do określania czasu rozpoczęcia skanowania woluminu MR w celu korekcji artefaktów skanera podczas przetwarzania EEG w trybie offline19.</li>
	<li>Skonfiguruj skaner MRI zgodnie z potrzebami i dostępnością. Najlepiej jest używać cewki o częstotliwości radiowej (RF) głowicy nadawczej i odbiorczej, aby zminimalizować ryzyko nagrzewania się fal radiowych. Jednak zastosowano tutaj cewkę RF nadawczą całego ciała i cewkę RF z 20-kanałową głowicą odbierającą tylko RF, ponieważ cewka głowicy nadawczo-odbiorczej nie była dostępna dla zastosowanego skanera (zwykle w przypadku większości nowoczesnych skanerów).</li>
	<li>Załaduj strzykawkę o pojemności 10 ml (lub kilka w razie potrzeby) żelem przewodzącym ścieranie w celu nałożenia czepka EEG. Można wstępnie załadować żel ścierny do plastikowej strzykawki o dużej pojemności 50 ml do dozowania płynów i napełnić strzykawkę o pojemności 10 ml żelem przed przybyciem pacjenta. 
	UWAGA: Zastosowanie 32-kanałowej czepka EEG zwykle zużywa około 20-25 ml żelu.</li>
</ol>
2. Nakładanie czepka EEG i elektrody EKG
<ol>
	<li>Podczas rekrutacji poproś pacjenta o wypełnienie listy kontrolnej potencjalnych przeciwwskazań do wykonania rezonansu magnetycznego. Przed przyjazdem należy potwierdzić, że pacjent nie ma przeciwwskazań do wykonania rezonansu magnetycznego. 
	UWAGA: Ogólnie rzecz biorąc, każdy uczestnik, który kwalifikuje się do rezonansu magnetycznego, może wziąć udział w badaniu EEG-fMRI. Kryteria wykluczenia są następujące: podmioty niechętne współpracy lub niespełniające wymogów; osoby z chorobami współistniejącymi (np. przewlekłym bólem pleców), które uniemożliwiają im leżenie na wznak przez określony czas (zwykle co najmniej 1 godzinę); lub osoby, które mogą nie być w stanie leżeć nieruchomo na stole MRI podczas skanowania. Ruch nie tylko pogarsza jakość zarówno danych EEG, jak i fMRI, ale także stanowi potencjalne zagrożenie dla samych badanych (np. indukuje prąd w przewodach i, który może powodować stymulację). W przypadku akwizycji opartej na zadaniach należy również wziąć pod uwagę zdolność rozumienia języka przez przedmiot (unikaj osób, które nie są w stanie zrozumieć instrukcji). W badaniu wzięło udział 32 zdrowych ochotników (średni wiek 40 lat, 17 kobiet) i 25 pacjentów z padaczką (średni wiek 31 lat, 13 kobiet).</li>
	<li>Poproś badanych, aby przed przyjazdem umyli włosy szamponem bez odżywki lub wosku.</li>
	<li>Wyjaśnij tematowi cel eksperymentu i kolejne kroki.</li>
	<li>Zmierz obwód głowy (tj. obwód potyliczny i czołowy), owijając wokół głowy elastyczną, nierozciągliwą taśmę mierniczą nad grzbietami nadoczodołowymi i potylicą i wybierz nasadkę o odpowiednim rozmiarze. Używaj czapki, która jest o 1 cm większa niż obwód głowy i zawsze pytaj badanego, czy czapka jest wygodna po założeniu (tj. nie za ciasna).</li>
	<li>Po umieszczeniu czepka w przybliżonym położeniu nad głową badanego, przy użyciu tej samej miarki, zmierz długości łuku inion-nasion, zdefiniowanego jako łuk nad linią środkową głowy rozciągający się od potylicy do grzbietu nosa, oraz łuku okołousznego, zdefiniowanego jako łuk rozciągający się między uszami, który przecina punkt środkowy łuku inionowego, nad czapką. Zaznacz przecięcie łuku inion-nasion i łuku okołousznego (punkt, w którym spotykają się punkty środkowe obu łuków, AKA Cz) i nasuń nasadkę na głowę tak, aby położenie elektrody Cz było dostosowane do tego przecięcia. Upewnij się, że nasadka nie jest obracana poziomo, ręcznie sprawdzając, czy elektrody Fz, Pz, Oz, Reference i Ground są umieszczone nad łukiem inion-nasion.</li>
	<li>Odsłoń skórę pod każdą elektrodą, przesuwając włosy na bok elektrody za pomocą tylnej części bawełnianego wacika.</li>
	<li>Przetrzyj skórę pod każdą elektrodą, szybko obracając bawełniany wacik zawierający 70% roztwór alkoholu umieszczony przez otwór elektrody.</li>
	<li>Nałóż niewielką ilość ściernego żelu przewodzącego (~0,2 ml) w otwór i zetrzyj skórę, szybko obracając bawełniany wacik w podobny sposób.</li>
	<li>Monitoruj impedancję elektrody (wyświetlaną przez oprogramowanie rejestrujące) i powtarzaj ścieranie, jak podano w kroku 2.8, aż impedancja spadnie co najmniej poniżej 20 kΩ20, najlepiej jak najniższa (poniżej 5 kΩ)21.</li>
	<li>Napełnij otwór tym samym żelem (zwykle ~0,5 ml), gdy impedancja będzie zadowalająca. Nie nakładaj nadmiernej ilości żelu do otworu, aby uniknąć mostkowania między elektrodami. Przejdź do następnej elektrody, jeśli impedancja jest niezadowalająca pomimo wielokrotnego ścierania i wróć później, ponieważ czasami impedancja nadal spada z czasem po nałożeniu żelu.</li>
	<li>Powtórz kroki 2.6-2.9 dla wszystkich elektrod EEG skóry głowy.</li>
	<li>Przed umieszczeniem elektrody EKG z tyłu poproś pacjenta, aby usiadł prosto bez zginania szyi.</li>
	<li>Upewnij się, że drut elektrody EKG jest prosty podczas umieszczania elektrody EKG z tyłu, ale zachowaj pewien naddatek na ułożenie drutu elektrody EKG wzdłuż krzywizny szyi, aby uniknąć przemieszczenia elektrody, gdy pacjent kładzie się na stole MRI. Umieść elektrodę EKG w odległości 2-3 cm w lewo od środkowej bruzdy, którą można zidentyfikować jako pionowe wgłębienie wzdłuż linii środkowej pleców. Pozycja pionowa różni się w zależności od wzrostu obiektu; Zwykle umieszcza się go w dolnej części pleców w przybliżeniu na linii, która rozciąga się między końcami łopatki u osoby o długości około 160 cm.</li>
	<li>Przetrzyj skórę pod elektrodą EKG wacikiem nasączonym alkoholem.</li>
	<li>Przymocuj elektrodę EKG do skóry za pomocą dwustronnego pierścienia samoprzylepnego i powtórz kroki 2.8-2.9. Pierścień samoprzylepny służy również jako wyściółka, aby uniknąć bezpośredniego kontaktu elektrody ze skórą.</li>
	<li>Złóż wacik z suchego alkoholu na cztery części i umieść go na elektrodzie EKG. Przyklej go do skóry za pomocą taśmy chirurgicznej (medycznej taśmy klejącej). Przyklej drut elektrody EKG do skóry aż do ramienia.</li>
</ol>
3. Zastosuj pętlę z drutu węglowego (jeśli dostępny jest wzmacniacz bipolarny)
<ol>
	<li>Umieść zestaw drutu węglowego z oplotem wstępnym (średnica 1 mm)9 składający się z sześciu pętli (średnica 10 cm) nad nasadką w takim miejscu, aby wiązka drutów była równoległa do wiązki elektrod na czubku głowy.</li>
	<li>Użyj taśmy chirurgicznej (1 x 2 cm), aby zabezpieczyć pętle wokół elektrod, tak aby pętle pokrywały głowę, a każda pętla pokrywała równomiernie prawie równą powierzchnię (tj. zarówno czołowo-skroniową, zarówno skroniowo-potyliczną, potyliczną, jak i wierzchołkową). Alternatywnie można również przyszyć pętle do czepka EEG, jeśli ma to zastosowanie. 
	UWAGA: Pętle z drutu węglowego na głowie służą do rejestrowania ruchu, w tym balisterdiokardiogramu (BCG). Sygnały te są wykorzystywane do usuwania artefaktów BCG z EEG podczas przetwarzania EEG w trybie offline9.</li>
</ol>
4. Zabezpieczenie nasadki i pętli z drutu węglowego
<ol>
	<li>Upewnij się, że elektrody EEG nie tworzą pętli.</li>
	<li>Owiń głowę badanego elastycznym bandażem nad czepkiem EEG i pętlami węglowymi. Bandaż służy do mocnego dociśnięcia elektrody EEG do skóry, aby zmniejszyć drgania elektrod wywołane przez maszynerię MRI i zapobiec rozlaniu się żelu na poduszkę podczas umieszczania osoby w skanerze MR (patrz krok 5).</li>
	<li>Upewnij się, że bandaż zakrywa wszystkie elektrody i nie jest zbyt ciasny, pytając, czy osoba badana odczuwa nieprzyjemny nacisk na głowę podczas nakładania bandaża.</li>
</ol>
5. Umieszczanie obiektu w skanerze MR
<ol>
	<li>W przypadku nabycia w stanie spoczynku poinstruuj pacjenta, aby założył w uszach wkładki douszne kompatybilne z MRI. W przypadku akwizycji opartej na zadaniach, poinstruuj badanego, aby zastosował zestaw słuchawkowy lub słuchawki kompatybilne z MRI zgodnie z wymaganiami eksperymentu. Upewnij się, że fotografowany obiekt słyszy przez obie strony zestawu słuchawkowego lub słuchawek.</li>
	<li>Umieść płaską poduszkę z pianki z pamięcią kształtu kompatybilną z rezonansem magnetycznym w dolnej połowie cewki głowicy, zanim poprosisz badanego o położenie się i umieszczenie głowy w cewce.</li>
	<li>Po odpowiednim ustawieniu głowicy (czubek głowy umieszczony jak najbliżej górnej części cewki głowicy), umieść wiązki elektrody i drutu węglowego prosto przez górny otwór cewki głowicy.</li>
	<li>Dodaj poduszki z pianki z pamięcią kształtu na czubek głowy, czoło i okolicę skroniową. Poduszki powinny odpowiednio wypełniać wszystkie przestrzenie pozostawione w cewce głowy, jednocześnie nie ściskając zbyt mocno głowy badanego.
	<ol>
		<li>Upewnij się, że poduszki nie ściskają głowy podczas umieszczania górnej połowy cewki głowicy i zamykania cewki. Dopasuj poduszki lub zmień poduszki na mniejsze, jeśli są zbyt ciasne. W ten sposób poduszki służą do przytrzymywania drutów elektrod w celu zmniejszenia drgań przewodów elektrod wywołanych przez maszynę MRI oraz do ograniczania ruchów głowy, przy jednoczesnym zachowaniu komfortu osoby badanej podczas skanowania.</li>
		<li>Umieść poduszkę z pianki z pamięcią kształtu w kształcie półcylindra z tyłu szyi, tak aby drut elektrody EKG był dobrze umieszczony między poduszką a szyją. Część przewodu elektrody EKG, która przechodzi z tyłu poniżej ramienia, jest rzeczywiście wciśnięta między plecy pacjenta a stół MRI, a zatem jest unieruchomiona przez ciężar własny pacjenta.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>W przypadku akwizycji opartej na zadaniu, po umieszczeniu wszystkich poduszek z pianki z pamięcią kształtu, upewnij się, że zestaw słuchawkowy lub słuchawki nie są przemieszczone, ponownie testując, czy badany nadal słyszy przez obie strony zestawu słuchawkowego lub słuchawek. Po zamknięciu cewki głowicy umieść lustro i poinstruuj badanego, aby wyregulował lustro (w przypadku zadania wymagającego bodźców wzrokowych). Poinstruuj badanego, aby w razie potrzeby wyregulował lustro, po przesunięciu stołu, aby umieścić głowę badanego w izocentrum otworu MRI.</li>
	<li>Podłącz wzmacniacze umieszczone z tyłu otworu rezonansu magnetycznego do komputera rejestrującego umieszczonego w pomieszczeniu konsoli za pomocą dostarczonych światłowodów.</li>
	<li>Po podłączeniu elektrod EEG/EKG i pętli z drutu węglowego do EEG i wzmacniaczy bipolarnych z tyłu otworu rezonansu magnetycznego, włącz wzmacniacze. Ponownie sprawdź impedancję wszystkich elektrod, aby upewnić się, że są nadal niskie (przynajmniej poniżej 20 kΩ). Usuń obiekt ze skanera MR w celu regulacji, jeśli znajduje się elektroda o wysokiej impedancji.</li>
</ol>
6. Konfiguracja przewodów i wzmacniaczy
<ol>
	<li>Ułóż wszystkie przewody między wylotem górnego otworu cewki głowicy a wzmacniaczami (w tym elektrodami i wiązkami przewodów węglowych, skrzynką połączeniową i przewodami taśmowymi) tak, aby były umieszczone prosto i pośrodku otworu MRI. Jest to ważne, aby zminimalizować prąd indukowany przez rezonans magnetyczny.</li>
	<li>Umieść jedną pętlę z drutu węglowego wokół taśmowego biegnącego od skrzynki złączy elektrod EEG/EKG do amplifier i podłącz wszystkie pętle przewodów węglowych (patrz krok 5.7) do skrzynki wejściowej bipolarnego amplifier (EXG MR). Pętla ta służy głównie do przechwytywania drgań powodowanych przez pompę helu9.</li>
	<li>Aby zminimalizować drgania wywołane przez maszynę MRI, należy unieruchomić przewody, umieszczając je wszystkie w bezpiecznych dla MR i nieferromagnetycznych workach z piaskiem na całej drodze między wylotem górnego otworu cewki głowicy a wzmacniaczami. Umieść również worki z piaskiem na amplifiery. Worki z piaskiem o wymiarach 330 mm x 240 mm x 50 mm i wadze 4 kg są dostarczane przez producenta EEG.</li>
	<li>Umieść amplifiery na zewnątrz otworu magnesu, co jest dozwolone przez długość dostarczoną przez producenta.</li>
</ol>
7. Akwizycja danych EEG-fMRI
<ol>
	<li>Przed opuszczeniem pomieszczenia skanera upewnij się, że obiekt czuje się komfortowo z jego pozycją, aby uniknąć niepotrzebnych ruchów obiektu podczas akwizycji. Poinstruuj testera, aby w razie potrzeby nacisnął przycisk alarmu (tj. w nagłych wypadkach lub jeśli pacjent odczuwa dyskomfort). Komunikuj się z obiektem z pomieszczenia konsoli, aby upewnić się, że obiekt słyszy operatora. Poinformuj badanego, że podczas zbierania danych spodziewane są głośne dźwięki. Poinstruuj osobę badaną zgodnie z wymaganiami eksperymentu i poinstruuj ją, aby nie poruszała się podczas zbierania danych.</li>
	<li>Rozpocznij zapis EEG przed rozpoczęciem akwizycji fMRI. Zazwyczaj następujące obrazy są pozyskiwane sekwencyjnie: obrazy zwiadowcze (dwuwymiarowe) do pozycjonowania pola widzenia fMRI, fMRI i obrazy strukturalne do współrejestrowania obrazów fMRI podczas przetwarzania końcowego. Przed uzyskaniem każdego typu obrazu przeprowadzono sekwencje podkładek regulacyjnych w celu kalibracji odpowiednich parametrów. 
	UWAGA: Ważne jest, aby używać sekwencji MRI, które są bezpieczne ze wzmacniaczami, aby zachować bezpieczeństwo i uniknąć uszkodzenia wzmacniaczy18. Szczegóły dotyczące sekwencji uznanych za bezpieczne nie będą szczegółowo omawiane. Zachęcamy czytelników do zapoznania się z instrukcją obsługi lub zespołem pomocy technicznej. Ogólnie rzecz biorąc, zalecane są sekwencje echa gradientowego i należy unikać sekwencji echa spinowego lub dowolnej sekwencji o równoważnych parametrach emisji RF, które mogą powodować nadmierne nagrzewanie wywołane przez RF. Ogrzewanie można pośrednio określić ilościowo za pomocą wskaźników, które mierzą ilość ekspozycji na fale radiowe, takich jak współczynnik absorpcji energii właściwej (SAR) i średnia kwadratowa wartość B1+ uśredniona w ciągu 10 s (B1 + rms). Ostatnio nowym standardem określającym granicę staje się B1+rms, zależny od parametrów obrazowania, ale niezależny od masy ciała badanych22. Na przykład progi B1+rms dla akwizycji przy 3 T przy użyciu nasadki EEG Brain Products wynoszą 1 μT dla obecnej standardowej nasadki i 1,5 μT dla nowej standardowej nasadki EEG z krótszym (10 cm) dołączonym23. Kąt odwrócenia, liczba plasterków i czas powtarzania (TR) to parametry, które należy wziąć pod uwagę, aby utrzymać niskie SAR i B1+rms. Zalecany jest mały kąt obrotu (<90°). Liczbę wycinków i TR można dostosować, o ile wynikowa sekwencja jest poniżej progu B1+rms23.</li>
	<li>Po rozpoczęciu akwizycji należy ponownie upewnić się, że znaczniki ze skanera (patrz 1.4) są okresowo wyświetlane w zapisie EEG online.</li>
</ol>

<ol><li>Krakow, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG-triggered+functional+MRI+of+interictal+epileptiform+activity+in+patients+with+partial+seizures%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">EEG-triggered functional MRI of interictal epileptiform activity in patients with partial seizures.</a> Brain. 122, 1679-1688 (1999).</li>
<li>Ives, J. R., Warach, S., Schmitt, F., Edelman, R. R., Schomer, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+the+patient%27s+EEG+during+echo+planar+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalography+and+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Monitoring the patient's EEG during echo planar MRI.</a> Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 87 (6), 417-420 (1993).</li>
<li>Nunez, P. L., Silberstein, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+relationship+of+synaptic+activity+to+macroscopic+measurements%3A+does+co-registration+of+EEG+with+fMRI+make+sense%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topography%22%5BJournal%5D)">On the relationship of synaptic activity to macroscopic measurements: does co-registration of EEG with fMRI make sense.</a> Brain Topography. 13 (2), 79-96 (2000).</li>
<li>Kruggel, F., Wiggins, C. J., Herrmann, C. S., von Cramon, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recording+of+the+event-related+potentials+during+functional+MRI+at+3.0+Tesla+field+strength%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Recording of the event-related potentials during functional MRI at 3.0 Tesla field strength.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 44 (2), 277-282 (2000).</li>
<li>Lemieux, L., Allen, P. J., Franconi, F., Symms, M. R., Fish, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recording+of+EEG+during+fMRI+experiments%3A+patient+safety%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Recording of EEG during fMRI experiments: patient safety.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 38 (6), 943-952 (1997).</li>
<li>Benar, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quality+of+EEG+in+simultaneous+EEG-fMRI+for+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Quality of EEG in simultaneous EEG-fMRI for epilepsy.</a> Clinical Neurophysiology. 114 (3), 569-580 (2003).</li>
<li>Masterton, R. A., Abbott, D. F., Fleming, S. W., Jackson, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+and+reduction+of+motion+and+ballistocardiogram+artefacts+from+simultaneous+EEG+and+fMRI+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Measurement and reduction of motion and ballistocardiogram artefacts from simultaneous EEG and fMRI recordings.</a> Neuroimage. 37 (1), 202-211 (2007).</li>
<li>Niazy, R. K., Beckmann, C. F., Iannetti, G. D., Brady, J. M., Smith, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Removal+of+FMRI+environment+artifacts+from+EEG+data+using+optimal+basis+sets%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Removal of FMRI environment artifacts from EEG data using optimal basis sets.</a> Neuroimage. 28 (3), 720-737 (2005).</li>
<li>vander Meer, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon-wire+loop+based+artifact+correction+outperforms+post-processing+EEG%2FfMRI+corrections--A+validation+of+a+real-time+simultaneous+EEG%2FfMRI+correction+method%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Carbon-wire loop based artifact correction outperforms post-processing EEG/fMRI corrections--A validation of a real-time simultaneous EEG/fMRI correction method.</a> Neuroimage. 125, 880-894 (2016).</li>
<li>Debener, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+quality+of+auditory+event-related+potentials+recorded+simultaneously+with+3-T+fMRI%3A+removal+of+the+ballistocardiogram+artefact%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Improved quality of auditory event-related potentials recorded simultaneously with 3-T fMRI: removal of the ballistocardiogram artefact.</a> Neuroimage. 34 (2), 587-597 (2007).</li>
<li>Mele, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+EEG-fMRI+for+functional+neurological+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neurology%22%5BJournal%5D)">Simultaneous EEG-fMRI for functional neurological assessment.</a> Frontiers in Neurology. 10, 848(2019).</li>
<li>Gotman, J., Kobayashi, E., Bagshaw, A. P., Benar, C. G., Dubeau, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+EEG+and+fMRI%3A+a+multimodal+tool+for+epilepsy+research%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Combining EEG and fMRI: a multimodal tool for epilepsy research.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 23 (6), 906-920 (2006).</li>
<li>Ford, J. M., Roach, B. J., Palzes, V. A., Mathalon, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+concurrent+EEG+and+fMRI+to+probe+the+state+of+the+brain+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%3A+Clinical%22%5BJournal%5D)">Using concurrent EEG and fMRI to probe the state of the brain in schizophrenia.</a> NeuroImage: Clinical. 12, 429-441 (2016).</li>
<li>Menon, V., Crottaz-Herbette, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMenon%2C+V+%22International+Review+of+Neurobiology%22">International Review of Neurobiology</a>. , Elsevier. 291-321 (2005).</li>
<li>Liu, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficiency%2C+power%2C+and+entropy+in+event-related+fMRI+with+multiple+trial+types.+Part+II%3A+design+of+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Efficiency, power, and entropy in event-related fMRI with multiple trial types. Part II: design of experiments.</a> Neuroimage. 21 (1), 401-413 (2004).</li>
<li>Liu, T. T., Frank, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficiency%2C+power%2C+and+entropy+in+event-related+FMRI+with+multiple+trial+types.+Part+I%3A+theory%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Efficiency, power, and entropy in event-related FMRI with multiple trial types. Part I: theory.</a> Neuroimage. 21 (1), 387-400 (2004).</li>
<li>Gotman, J., Benar, C. G., Dubeau, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+EEG+and+FMRI+in+epilepsy%3A+methodological+challenges+and+clinical+results%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Combining EEG and FMRI in epilepsy: methodological challenges and clinical results.</a> Journal of Clinical Neurophysiology. 21 (4), 229-240 (2004).</li>
<li>Gutberlet, I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGutberlet%2C+I+%22Simultaneous+EFG+and+fMRI%22">Simultaneous EFG and fMRI</a>. Ullsperger, M., Debener, S. , Oxford University Press. Ch. 2.1 69-84 (2010).</li>
<li>Brain Products GmbH. Operating and Reference Manual for use in a laboratory and MR environment. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22BrainAmp+series+%26+BrainAmp+MR+series%22">BrainAmp series & BrainAmp MR series</a>. , Ch. 2 (2020).</li>
<li>Mullinger, K. J., Castellone, P., Bowtell, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Best+current+practice+for+obtaining+high+quality+EEG+data+during+simultaneous+FMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Best current practice for obtaining high quality EEG data during simultaneous FMRI.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (76), e50283(2013).</li>
<li>Ragazzoni, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%22Hit+the+missing+stimulus%22.+A+simultaneous+EEG-fMRI+study+to+localize+the+generators+of+endogenous+ERPs+in+an+omitted+target+paradigm%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">"Hit the missing stimulus". A simultaneous EEG-fMRI study to localize the generators of endogenous ERPs in an omitted target paradigm.</a> Scientific Reports. 9 (1), 3684(2019).</li>
<li>Faulkner, W. New MRI Safety Labels & Devices. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.ismrm.org/smrt/E-Signals/2016FEBRUART/eSig_5_1_hot_2.htm">https://www.ismrm.org/smrt/E-Signals/2016FEBRUART/eSig_5_1_hot_2.htm</a> (2016).</li>
<li>Brain Products GmbH. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conditions+for+safe+use+of+BrainAmp+MR+amplifiers+and+accessories+in+the+MR+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Performing+simultaneous+EEG-fMRI+measurements%22%5BJournal%5D)">Conditions for safe use of BrainAmp MR amplifiers and accessories in the MR environment.</a> Performing simultaneous EEG-fMRI measurements. , Ch. 7 26-32 (2020).</li>
<li>Allen, P. J., Josephs, O., Turner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+removing+imaging+artifact+from+continuous+EEG+recorded+during+functional+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">A method for removing imaging artifact from continuous EEG recorded during functional MRI.</a> Neuroimage. 12 (2), 230-239 (2000).</li>
<li>Dempsey, M. F., Condon, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+injuries+associated+with+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Radiology%22%5BJournal%5D)">Thermal injuries associated with MRI.</a> Clinical Radiology. 56 (6), 457-465 (2001).</li>
<li>Allen, P. J., Polizzi, G., Krakow, K., Fish, D. R., Lemieux, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+EEG+events+in+the+MR+scanner%3A+the+problem+of+pulse+artifact+and+a+method+for+its+subtraction%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Identification of EEG events in the MR scanner: the problem of pulse artifact and a method for its subtraction.</a> Neuroimage. 8 (3), 229-239 (1998).</li>
<li>Cecotti, H., Ries, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Best+practice+for+single-trial+detection+of+event-related+potentials%3A+Application+to+brain-computer+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Best practice for single-trial detection of event-related potentials: Application to brain-computer interfaces.</a> International Journal of Psychophysiology. 111, 156-169 (2017).</li>
</ol>

Autorzy nie informują o żadnych ujawnieniach związanych z manuskryptem.

Protokół ten podkreślił ważne punkty dla bezpiecznego, jednoczesnego pozyskiwania danych dobrej jakości EEG-fMRI.
Niektóre typowe błędy powodujące trudne do usunięcia artefakty w EEG, a także techniki rozwiązywania problemów są następujące. Po pierwsze, wybór podmiotów, które są posłuszne i chętne do współpracy, oraz zapewnienie im komfortu podczas pozyskiwania danych może zapobiec przedwczesnemu zakończeniu z powodu ruchów podmiotu (kroki 2.1 i 5.4). Po drugie, impedancja, która nie spada poniżej 20 kΩ po wielokrotnym ścieraniu skóry głowy (krok 2.9), jest najprawdopodobniej spowodowana nieodpowiednim szczotkowaniem po użyciu. Dokładne szczotkowanie każdego otworu elektrod EEG podczas mycia czepka zapobiega temu problemowi. Po trzecie, niewłaściwe ustawienia sprzętu i oprogramowania mogą spowodować nasycenie sygnałów EEG, co z kolei utrudnia usuwanie artefaktów podczas przetwarzania EEG w trybie offline. Wreszcie, aby zapobiec rejestrowaniu nasyconych sygnałów EEG, utrzymuj impedancję każdej elektrody poniżej 20 kΩ po umieszczeniu osoby badanej w skanerze MR przed akwizycją danych; odpowiednio zmniejszyć drgania mechaniczne poprzez unieruchomienie czepka EEG (co oznacza również głowę badanego), kabli i przewodów; Monitoruj surowy sygnał EEG online za pomocą oprogramowania do nagrywania i upewnij się, że częstotliwość próbkowania i rozdzielczość amplitudy są prawidłowo ustawione.
Jednoczesna akwizycja EEG i fMRI rodzi ważne kwestie bezpieczeństwa związane z nagrzewaniem indukowanym przez RF i przełączaniem prądów indukowanych gradientem ze względu na obecność przewodów elektrycznych podłączonych do obiektu w szybko zmieniającym się polu magnetycznym5. Te problemy związane z bezpieczeństwem zostały w dużej mierze zminimalizowane na przestrzeni lat dzięki wynikom badań, które poszerzyły wiedzę na ten temat i doprowadziły do znacznych ulepszeń w technologii sprzętu EEG kompatybilnego z rezonansem magnetycznym. Niemniej jednak nieostrożne przygotowanie bez odpowiedniej wiedzy lub niepodjęcie środków ostrożności naraża badanych na niebezpieczeństwo. Na przykład pętle, które tworzą się w dowolnym miejscu obwodu, indukują prąd i możliwe uszkodzenia cieplne. Akwizycja za pomocą elektrod o wysokiej impedancji nie tylko pogarsza jakość danych EEG, ale także stanowi potencjalne zagrożenie dla badanego (uraz termiczny spowodowany dużą gęstością prądu). To samo zagrożenie dotyczy uszkodzonych elektrod. Kable umieszczone w bliskiej odległości od ściany odwiertu MR, innymi słowy, daleko od środka, również stanowią potencjalne zagrożenie dla nagrzewania się obiektu (nagrzewanie się z powodu efektu anteny)25. Protokół ten kładzie nacisk na następujące aspekty bezpieczeństwa: w obwodzie między obiektem a wzmacniaczem nie tworzą się pętle, wszystkie elektrody mają niską impedancję podczas skanowania MRI, a wszystkie kable są umieszczone w środku otworu. Początkującym operatorom zaleca się odbycie szkolenia i postępowanie zgodnie z wytycznymi producenta zawartymi w instrukcji obsługi i filmach demonstracyjnych20 , aby uniknąć jakichkolwiek obaw dotyczących bezpieczeństwa.
Głównymi przyczynami artefaktów znajdowanych w EEG-fMRI są przełączanie gradientu MRI, BCG lub grube lub subtelne ruchy osoby badanej (ruchy twarzy, zaciskanie zębów, połykanie itp.). W niektórych konfiguracjach MRI artefakty spowodowane przez pompę helu i respiratory również znacznie pogarszają sygnały EEG. Artefakty gradientu MR są raczej spójne w przebiegach i mogą być wystarczająco skorygowane za pomocą techniki odejmowania opartej na szablonie, jeśli są w pełni nagrane bez zniekształceń przy użyciu wzmacniaczy o wystarczającym zakresie dynamiki24. Artefakty BCG są zwykle korygowane za pomocą techniki odejmowania26, analizy składowych niezależnych6, optymalnego zestawu bazowego8 lub kombinacji tych technik10. Ostatnio opracowano usuwanie artefaktów za pomocą prostej regresji opartej na sygnałach uzyskanych jednocześnie za pomocą pętli z drutu węglowego 7,9. Przedstawiony tutaj protokół ilustruje aspekt techniczny, a jego celem jest zapewnienie przewodnika wprowadzającego dla osób zainteresowanych stosowaniem tej metody. Metoda ta usuwa BCG, subtelne ruchy obiektu i artefakty pompy helowej, a uzyskane sygnały EEG są podobno lepsze niż te skorygowane przy użyciu innych metod 7,9. Jednak większe artefakty ruchu, zwłaszcza te zawierające ruchy kołyszące, nie są usuwalne nawet przy użyciu tej metody7. Pomimo udoskonalenia tych metodologii usuwania artefaktów na przestrzeni lat, niespójne artefakty, w tym te spowodowane wibracjami wywołanymi przez maszynerię MRI, są nadal trudne do usunięcia. Co więcej, im bardziej rozbudowana procedura usuwania artefaktów, tym większe ryzyko utraty niektórych rzeczywistych sygnałów EEG. Dlatego dobre przygotowanie, które może zminimalizować niespójne artefakty, pozostaje najważniejsze w akwizycji EEG-fMRI. W tym protokole artefakty te są minimalizowane poprzez użycie: (1) elastycznego bandaża do owijania głowy i poduszek z pianki z pamięcią kształtu do unieruchomienia głowy w cewce głowy, aby zmniejszyć możliwe wibracje drutów przy jednoczesnym zachowaniu komfortu obiektu; (2) bawełniana i medyczna taśma klejąca w celu zmniejszenia wibracji drutu elektrody EKG, który może nie być w pełni unieruchomiony przez ciężar własny pacjenta (częściowo unoszący się między badanym a stołem, szczególnie u szczupłego pacjenta); oraz (3) worki z piaskiem do unieruchomienia kabli umieszczonych w otworze rezonansu magnetycznego. Są to ważne techniki minimalizowania trudnych do usunięcia artefaktów wibracyjnych wywołanych przez maszynerię MRI, które nie zostały opisane we wcześniej opublikowanym protokole EEG-fMRI20. W tym protokole badani byli umieszczani w skanerze bez dodatkowego owijania wokół czepka EEG i wyściółki wokół głowy, a kable były zaklejane taśmą tylko w kilku miejscach bez unieruchamiania za pomocą worków z piaskiem. Opierając się na 20-letnim doświadczeniu w Instytucie Neurologicznym w Montrealu, zdaliśmy sobie sprawę, że te środki mogą przyczyniać się do podatności przewodów elektrod i kabli na drgania wywołane przez maszynerię MRI, chociaż rzadko są one podkreślane w większości badań EEG-fMRI6. Minimalizacja drgań wywołanych przez maszynerię MRI prowadzi następnie do lepszej jakości i czytelności EEG, co jest szczególnie przydatne do identyfikacji subtelnych zmian lub zdarzeń w EEG6, takich jak małe wyładowania padaczkowe w badaniach nad padaczką i jednopróbowe ERP w badaniach neurokognitywnych.
Wykrywanie ERP w sygnałach EEG jest warunkiem wstępnym badań neuronauki poznawczej. W przeciwieństwie do klasycznej średniej odpowiedzi w różnych próbach, wykrywanie pojedynczej próby ERP, które zapewnia wgląd w dynamikę mózgu w odpowiedzi na określony bodziec, staje się nowym celem w nowoczesnych badaniach neuronauki kognitywnej i nieinwazyjnych badaniach interfejsu mózg-komputer27. Zastosowanie niniejszego protokołu może przyczynić się do zwiększenia efektywności w tych dziedzinach badań.
Protokół najlepiej nadaje się do systemu EEG zgodnego z rezonansem magnetycznym zastosowanego w tym badaniu. Niemniej jednak uważamy, że ważne punkty mogą mieć również zastosowanie do innych systemów EEG kompatybilnych z rezonansem magnetycznym.

Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) dostarcza miary aktywności neuronalnej poprzez reakcje hemodynamiczne poprzez pomiar zmian zależnych od poziomu tlenu we krwi (BOLD) podczas zdarzenia elektrograficznego. Jednoczesna elektroencefalografia (EEG) i fMRI (EEG-fMRI) to nieinwazyjne narzędzie badawcze, które łączy w sobie synergiczne właściwości EEG skóry głowy (dobra rozdzielczość czasowa) i fMRI (dobra rozdzielczość przestrzenna), pozwalając na lepszą lokalizację miejsca odpowiedzialnego za generowanie zdarzeń elektrograficznych wykrywalnych w EEG. Po raz pierwszy został opracowany w latach 90. XX wieku do użytku w dziedzinie padaczki1,2, a następnie jest używany w badaniach neurobiologicznych od 2000 roku3,4. Wraz ze wzrostem wiedzy na temat bezpieczeństwa5 i ciągłym rozwojem technik usuwania artefaktów wywołanych przez MRI na EEG3,6,7,8,9,10, jest to obecnie narzędzie szeroko stosowane zarówno w neurobiologii, jak i badaniach klinicznychRozdział 11.
EEG-fMRI jest rejestrowane w spoczynku lub podczas zadania, w zależności od pytania badawczego. Ogólnie rzecz biorąc, akwizycja stanu spoczynku pozwala na identyfikację struktur zaangażowanych w generowanie określonej cechy EEG (np. kształt fali, rytm, częstotliwości, moc) i pomaga w zrozumieniu zmiennej spontanicznej aktywności mózgu11. Wiele badań neurobiologicznych i większość badań klinicznych, zwłaszcza tych dotyczących padaczki12, uzyskuje EEG-fMRI w spoczynku11. Akwizycja oparta na zadaniach umożliwia identyfikację obszarów mózgu i czynności elektrycznych mózgu przypisanych lub związanych z określonym zadaniem oraz pomaga ustalić związek między aktywnościami elektrycznymi a obszarami mózgu związanymi z zadaniem. Akwizycja oparta na zadaniach jest głównie wykorzystywana w badaniach neurologicznych11 i niektórych badaniach klinicznych13. Większość akwizycji EEG-fMRI opartych na zadaniach wykorzystuje projekt związany ze zdarzeniem. Rodzaj modelowania użytego do integracji danych EEG i fMRI określa, czy przy projektowaniu zadania należy zmaksymalizować wydajność, czy moc wykrywania14. Szczegółowe informacje na temat projektu zadania można znaleźć w badaniach Menon et al.14 oraz Liu et al.15,16.
Chociaż pozyskiwanie danych podczas EEG-fMRI może wydawać się proste, przygotowanie wymaga doświadczenia. Protokół prawidłowego przygotowania do pozyskiwania danych jest ważny dla zapewnienia zarówno bezpieczeństwa, jak i wydajności (tj. możliwych do przeanalizowania i wiarygodnych danych). Pomimo istnienia różnych technik usuwania artefaktów EEG wywołanych przez MRI, niespójne artefakty w zarejestrowanym EEG, zwłaszcza te związane z drganiami przewodów wywołanymi przez maszynerię i dużymi ruchami badanych, są nadal trudne do całkowitego usunięcia; W związku z tym te artefakty muszą zostać zminimalizowane podczas pozyskiwania danych.
Ten artykuł przedstawia prosty protokół, który wykorzystuje łatwo dostępne produkty medyczne kompatybilne z MRI. Protokół zawiera ważne kroki, które zapewniają jakość danych, w szczególności jakość danych EEG, co jest kluczem do sukcesu badania EEG-fMRI. Protokół ten został opracowany w oparciu o 20-letnie doświadczenie zespołu badawczego EEG-fMRI w Instytucie Neurologicznym w Montrealu12,17 i został następnie zmodyfikowany do użytku na Uniwersytecie w Osace, co przynosi korzyści zarówno niedoświadczonym, jak i doświadczonym operatorom.

<table><tbody><tr><td>BrainAmp EXG MR</td><td>Brain Products, GmBH, Niemcy</td><td></td><td>Wzmacniacz bipolarny kompatybilny z MRI</td></tr><tr><td>BrainAmp MR Plus</td><td>Brain Products, GmBH, Niemcy</td><td></td><td>Wzmacniacz EEG kompatybilny z MRI</td></tr><tr><td>BrainCap MR</td><td>Brain Products, GmBH, Niemcy</td><td></td><td>Czapka EEG kompatybilna z MRI</td></tr><tr><td>ESPA elastyczny bandaż</td><td>Toyobo co., Ltd.</td><td></td><td>elastyczny bandaż do owijania głowy osoby</td></tr><tr><td>Gazik nasączony alkoholem One Shot Plus P EL-II Shiro</td><td>Jyuji, Inc.</td><td></td><td>Wacik nasączony alkoholem do przygotowania skóry</td></tr><tr><td>Power Pack</td><td>Brain Products, GmBH, Niemcy</td><td></td><td>Kompatybilny z rezonansem magnetycznym akumulator do zasilania elektrycznego wzmacniaczy</td></tr><tr><td>SyncBox</td><td>Brain Products, GmBH, Niemcy</td><td></td><td>Synchronizacja faz między sprzętem EEG a skanerem MRI</td></tr><tr><td>Adapter USB 2 (BUA)</td><td>Brain Products, GmBH, Niemcy</td><td></td><td>Adapter USB do podłączenia wzmacniaczy do komputera nagrywającego</td></tr><tr><td>V19 ścierny żel przewodzący</td><td>Brain Products, GmBH, Niemcy</td><td></td><td>Żel ścierny do aplikacji EEG-cap</td></tr><tr><td>Yu-ki Ban GS Medyczna taśma samoprzylepna</td><td>Nitoms, Inc.</td><td></td><td>medyczna taśma klejąca do mocowania elektrody EKG i pętli z drutu węglowego</td></tr></tbody></table>

niezawodna akwizycja danych elektroencefalograficznych podczas jednoczesnej elektroencefalografii i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego

Reliable Acquisition of Electroencephalography Data during Simultaneous Electroencephalography and Functional MRI

Jednoczesna elektroencefalografia (EEG) i funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI), EEG-fMRI, łączy w sobie komplementarne właściwości EEG skóry głowy (dobra rozdzielczość czasowa) i fMRI (dobra rozdzielczość przestrzenna) do pomiaru aktywności neuronów podczas zdarzenia elektrograficznego, poprzez reakcje hemodynamiczne znane jako zmiany zależne od poziomu tlenu we krwi (BOLD). Jest to nieinwazyjne narzędzie badawcze, które jest wykorzystywane w badaniach neurobiologicznych i jest bardzo korzystne dla społeczności klinicznej, zwłaszcza w leczeniu chorób neurologicznych, pod warunkiem, że podczas pozyskiwania danych podawany jest odpowiedni sprzęt i protokoły. Chociaż rejestracja EEG-fMRI jest pozornie prosta, prawidłowe przygotowanie, zwłaszcza w zakresie umieszczania i zabezpieczania elektrod, jest nie tylko ważne dla bezpieczeństwa, ale ma również kluczowe znaczenie dla zapewnienia wiarygodności i możliwości analizy uzyskanych danych EEG. Jest to również najbardziej wymagająca doświadczenia część przygotowań. Aby rozwiązać te problemy, opracowano prosty protokół, który zapewnia jakość danych. Ten artykuł zawiera przewodnik krok po kroku dotyczący uzyskiwania wiarygodnych danych EEG podczas EEG-fMRI przy użyciu tego protokołu, który wykorzystuje łatwo dostępne produkty medyczne. Przedstawiony protokół może być dostosowany do różnych zastosowań EEG-fMRI w warunkach badawczych i klinicznych i może być korzystny zarówno dla niedoświadczonych, jak i doświadczonych operatorów.

Po założeniu czepek EEG zgodnie z tym protokołem, impedancja każdej elektrody zazwyczaj spada poniżej 20 kΩ (Rycina 1). Reprezentatywne sygnały EEG uzyskane od badanego (20-letniego mężczyzny), który brał udział w badaniu neuropoznawczym, oraz innego badanego (19-letniej kobiety), która brała udział w badaniu nad epilepsją z zastosowaniem tego protokołu w tym samym skanerze MR, przedstawiono odpowiednio na Rycini 2 i Rycini 3. Osoba poddana testom neuropoznawczym otrzymała instrukcję, aby trzymać oczy otwarte, ale pozostawać w bezruchu podczas wykonywania zadania wizualnego zgodnie z instrukcjami. Osoba w badaniu nad epilepsją otrzymała instrukcję, aby zamknąć oczy i zasnąć, ponieważ aktywność epileptyczna jest zazwyczaj częstsza podczas snu. Sygnały EEG pozyskane z obu badań były podobne przed procesowaniem (Rycina 2); artefakt gradientu MRI przesłaniał rzeczywiste sygnały EEG. Sygnały EEG z obu badań były przetwarzane offline w następujący sposób: artefakty MRI usunięto metodą subtrakcji24, a artefakty BCG, ruchowe i pompy helu usunięto za pomocą regresji sygnałów zarejestrowanych z węzłów z drutu węglowego7,9. Wynikowe sygnały EEG (Rycina 3B) z obu badań były jakościowo analizowalne, bez widnego zanieczyszczenia artefaktami BCG (Rycina 3A). Aktywności epileptyczne były wyraźnie widoczne w EEG podczas badania nad epilepsją (Rycina 3B). W EEG pozyskanym podczas badania neuropoznawczego, po usunięciu artefaktów, widoczne były mrugania, ruchy gałek ocznych i artefakty mięśniowe, szczególnie w odprowadzeniach czołowych (Fp1 i Fp2) (Rycina 3B), co wynikało z charakteru badania; mogą one zostać usunięte za pomocą innych metod w zależności od potrzeb. W sygnałach EEG po przetwarzaniu, pozyskanych podczas obu badań, nie stwierdzono artefaktów pochodzących z wibracji maszyn (Rycina 3B porównywalna z sygnałami EEG pozyskanymi poza MRI, jak pokazano na Rycini 3C). Na obrazach MR pozyskanych jednocześnie nie stwierdzono artefaktów pochodzących od elektrod EEG (Rycina 4).
<img alt="Schemat rozmieszczenia elektrod EEG z wykresem zakresu impedancji, konfiguracja systemu zbierania danych neuronowych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62247/62247fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Reprezentatywne wartości impedancji elektrod EEG, które spadły poniżej 5 kΩ po założeniu 32-kanałowej czepki EEG badanemu uczestnikowi badania neurokognitywnego. Każde kolorowe koło reprezentuje elektrodę EEG, a wewnątrz koła wpisano nazwę elektrody; pozycja każdego koła odpowiada pozycji danej elektrody na czepce EEG. Pasek kolorów i liczby po prawej stronie reprezentują zakres mierzonej impedancji (w tym przypadku 0-5 kΩ); kolor zielony wskazuje, że wartość impedancji jest niższa od wartości poziomu Good, a kolor czerwony wskazuje poziom Bad. W tym przykładzie elektrody CP1, O1, Oz, O2 oraz ECG są zaznaczone na jasnozielono, co oznacza, że impedancje tych elektrod wynosiły 2 kΩ; pozostałe elektrody są zaznaczone na ciemnozielono, co oznacza, że impedancje tych elektrod wynosiły 0 kΩ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62247/62247fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wykres surowego sygnału EEG z kanałami elektrod i skalą czasową, używany w analizie aktywności neuronalnej." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62247/62247fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Sygnał EEG przed przetwarzaniem. Należy zauważyć, że artefakt gradientu MRI przesłonił rzeczywiste sygnały EEG. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62247/62247fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Analiza sygnału EEG po usunięciu artefaktów; wykres porównujący dane MRI i pozamagnetyczne, badanie neuropoznawcze vs epilepsja." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62247/62247fig3v2.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3: Reprezentatywne sygnały EEG od osób uczestniczących w badaniach neuropoznawczych i badaniach nad epilepsją. Sygnały EEG w górnym rzędzie pochodzą z badania neuropoznawczego, a sygnały w dolnym rzędzie z badania nad epilepsją. Sygnały EEG zostały przetworzone w trybie offline. (A) Sygnały EEG po usunięciu artefaktów gradientu MRI. Jasnoniebieskie ramki wskazują artefakty BCG. (B) Sygnały EEG po usunięciu artefaktów przy użyciu regresji sygnałów zarejestrowanych z węzłów z drutu węglowego. (C) Sygnały EEG zarejestrowane poza MRI przy użyciu tego samego sprzętu EEG. Sygnały EEG przedstawiono w montażu referencyjnym (referencja w FCz); dla sygnałów EEG pozyskanych podczas badania nad epilepsją pokazano również montaż bipolarny (każdy kanał reprezentuje różnicę napięć między parą sąsiednich elektrod) tego samego segmentu, aby ułatwić wizualizację aktywności epilepticznej. Niebieskie groty strzałek (B i C, górny rząd) wskazują mruganie (wolne wychylenia w dół o wysokiej amplitudzie/potencjały dwufazowe w Fp1 i Fp2), czarny grot strzałki (B, górny rząd) wskazuje ruch gałek ocznych wynikający z sakady lub spontanicznej zmiany kierunku spojrzenia (małe, szybkie wychylenia w Fp1 i Fp2), a zielone prostokąty (B, górny rząd) wskazują rytm alfa widoczny w EEG pozyskanym podczas badania neuropoznawczego. Aktywności o niskiej amplitudzie i wysokiej częstotliwości, występujące głównie w Fp1 i Fp2, to artefakty mięśniowe (pogrubienie zapisu EEG, górny rząd). Czerwone groty strzałek (B i C, dolny rząd) wskazują punkty czasowe, w których zidentyfikowano aktywności epilepticzne w EEG pozyskanym podczas badania nad epilepsją (ostre wychylenia w dół lub w górę, którym czasami towarzyszy fala wolna). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62247/62247fig3v2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Porównanie obrazowania mózgu MRI, widok osiowy; T1-zależne (góra) vs dyfuzyjne (dół)." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62247/62247fig04.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 4"> 
Rysunek 4: Reprezentatywne dane MRI uzyskane od badanego z zastosowaniem tego protokołu. Należy zauważyć, że elektrody EEG nie spowodowały widocznych artefaktów na obrazach MR nabytych jednocześnie. (A) szybka akwizycja z przygotowaniem magnesyzacji z obrazowaniem echo gradientowym; (B) obrazowanie echo-planarne. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62247/62247fig04large.jpg" target="_blank">Aby wyświetlić większą wersję tego rysunku, kliknij tutaj.</a>

Ten artykuł przedstawia prosty protokół pozyskiwania dobrej jakości danych elektroencefalograficznych (EEG) podczas jednoczesnego obrazowania EEG i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego za pomocą łatwo dostępnych produktów medycznych.

Niezawodna akwizycja danych elektroencefalograficznych podczas jednoczesnej elektroencefalografii i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI), EEG-fMRI, combines the complementary properties of scalp EEG ...

Nasz protokół zapewnia ważne kroki, które zapewniają jakość danych, w szczególności jakość każdych danych, co jest kluczem do sukcesu jednoczesnego badania EEG-fMRI, ale rzadko jest podkreślane. Protokół ten jest prosty i wykorzystuje tylko łatwo dostępne produkty medyczne, dlatego jest bardzo łatwy do przestrzegania. Protokół ten prowadzi do lepszej jakości i czytelności EEG uzyskanego jednocześnie z fMRI, co jest szczególnie przydatne do identyfikacji subtelnych zmian EEG w badaniach nad padaczką.Protokół ten jest również przydatny do identyfikacji subtelnych zdarzeń EEG w pojedynczych próbach ERP badań neurokognitywnych. Aby rozpocząć, podłącz kompatybilne z MRI wzmacniacze EEG i bipolarne do w pełni naładowanych akumulatorów i do komputera rejestrującego. Upewnij się, że obszar roboczy oprogramowania do nagrywania jest poprawnie skonfigurowany.Załaduj 10-mililitrową strzykawkę z żelem przewodzącym ścieranie w celu nałożenia czepka EEG. Zmierz obwód głowy badanego, owijając elastyczną, nierozciągliwą taśmę mierniczą wokół głowy, nad grzbietami super oczodołu w potylicy. Wybierz czapkę o odpowiednim rozmiarze, która jest o jeden centymetr większa niż obwód głowy i upewnij się, że jest wygodna dla fotografowanej osoby.Po umieszczeniu nasadki w przybliżonym położeniu nad głową badanego, zmierz długości łuku inion-nasion i zaznacz przecięcie łuku inion-nasion i łuku okołousznego. Nasuń nasadkę na głowę tak, aby położenie elektrody CZ było dostosowane do tego skrzyżowania. Upewnij się, że nasadka nie jest obracana poziomo, ręcznie sprawdzając, czy elektrody pogodowe FZ, PZ, OZ, odniesienia i uziemienia są umieszczone nad łukiem inion-nasion.Odsłoń skórę pod każdą elektrodą, przesuwając włosy na bok za pomocą tylnej części bawełnianego wacika. Przetrzyj skórę pod każdą elektrodą, szybko obracając bawełniany wacik zawierający 70% roztwór alkoholu umieszczony przez otwór elektrody. Nałóż niewielką ilość ściernego żelu przewodzącego w otwór i zetrzyj skórę, szybko obracając bawełniany wacik.Monitoruj impedancję elektrody i powtarzaj ścieranie, aż impedancja spadnie co najmniej poniżej 20 kiloomów. Gdy impedancja jest zadowalająca, napełnij otwór tym samym żelem, uważając, aby nie nakładać nadmiaru żelu do otworu, aby uniknąć mostkowania między elektrodami. Przed umieszczeniem elektrody EKG z tyłu poproś pacjenta, aby usiadł prosto bez zginania szyi.Umieść elektrodę EKG w odległości od dwóch do trzech centymetrów w lewo od środkowej bruzdy, upewniając się, że drut jest prosty z tyłu, ale z naddatkiem wzdłuż krzywizny szyi, aby uniknąć przemieszczenia, gdy pacjent kładzie się na stole do rezonansu magnetycznego. Przetrzyj skórę pod elektrodą EKG wacikiem nasączonym alkoholem. Przymocuj elektrodę EKG do skóry za pomocą dwustronnego pierścienia samoprzylepnego i monitoruj impedancję, powtarzając ścieranie skóry za pomocą bawełnianego wacika.Złóż wacik z suchego alkoholu na cztery części i umieść go na elektrodzie EKG, a następnie przyklej wacik do skóry za pomocą chirurgicznej taśmy klejącej. Przyklej drut elektrody EKG do skóry aż do ramienia. Umieść zestaw wstępnie plecionych drutów węglowych składających się z sześciu pętli nad nasadką tak, aby druty były równoległe do wiązki elektrod na czubku głowy.Użyj taśmy chirurgicznej, aby zabezpieczyć pętle wokół elektrod tak, aby pętle zakrywały głowę, a każda pętla pokrywała prawie równą powierzchnię. Owiń głowę badanego elastycznym bandażem na czepku EEG i pętlach węglowych, upewniając się, że bandaż zakrywa wszystkie elektrody i nie jest zbyt ciasny. Zapytaj, czy osoba badana odczuwa nieprzyjemny nacisk na głowę podczas zakładania bandaża.W celu uzyskania stanu spoczynku poinstruuj pacjenta, aby założył wkładki douszne kompatybilne z MRI. Użyj zestawu słuchawkowego lub słuchawek do akwizycji opartej na zadaniach, upewniając się, że fotografowana osoba słyszy przez obie strony zestawu słuchawkowego lub słuchawek. Umieść płaską poduszkę z pianki z pamięcią kształtu kompatybilną z rezonansem magnetycznym w dolnej połowie cewki głowicy, zanim poprosisz badanego o położenie się i umieszczenie głowy w cewce.Następnie umieść wiązki elektrody i drutu węglowego prosto przez górny otwór cewki głowicy. Dodaj poduszki z pianki z pamięcią kształtu na czubku głowy, czole i okolicy skroniowej, wypełniając wszystkie przestrzenie pozostawione w cewce głowy, jednocześnie nie ściskając zbyt mocno głowy fotografowanej osoby. Umieść górną połowę cewki głowicy i zamknij cewkę, upewniając się, że poduszki nie ściskają głowy.Umieść poduszkę z pianki z pamięcią kształtu w kształcie półcylindra z tyłu szyi, tak aby drut elektrody EKG był dobrze umieszczony między poduszką a szyją. Po umieszczeniu wszystkich poduszek z pianki z pamięcią kształtu sprawdź, czy osoba badana nadal słyszy przez obie strony zestawów słuchawkowych lub słuchawek. Umieść lustro i poinstruuj badaną, aby wyregulowała lustro, gdy głowa osoby znajdzie się w izocentrum otworu rezonansu magnetycznego.Po podłączeniu elektrod EEG i EKG do wzmacniacza EEG, a pętli z drutu węglowego do wzmacniacza bipolarnego umieszczonego z tyłu otworu rezonansu magnetycznego, należy podłączyć wzmacniacze do komputera rejestrującego za pomocą światłowodów. Następnie włącz wzmacniacze i sprawdź, czy impedancja wszystkich elektrod jest nadal niska. Ułóż wszystkie przewody między wylotem górnego otworu cewki głowicy a wzmacniaczami tak, aby były umieszczone prosto i pośrodku otworu MRI.Umieść jedną pętlę z drutu węglowego wokół taśmowego, przechodząc od skrzynki złączy elektrod EEG i EKG do amplifier. Unieruchomić przewody, umieszczając je wszystkie za pomocą bezpiecznych dla MR i nieferromagnetycznych worków z piaskiem między wylotem górnego otworu cewki głowicy a wzmacniaczami. Umieść worki z piaskiem na amplifiery i umieść amplifiery poza otworem magnesu, za pomocą dostarczonych przez producenta.Komunikuj się z testerem z pomieszczenia konsoli, aby upewnić się, że obiekt słyszy operatora i poinstruuj go, aby się nie poruszał podczas zbierania danych. Rozpocznij zapis EEG przed rozpoczęciem akwizycji fMRI. Sprawdź, czy znaczniki ze skanera i spust głośności są okresowo wyświetlane w zapisie EEG online.Reprezentatywne sygnały EEG uzyskane od osób, które wzięły udział w badaniu neurokognitywnym i badaniu epilepsji przy użyciu tego protokołu, przedstawiono tutaj. Sygnały EEG uzyskane w obu badaniach były podobne przed przetworzeniem. Wynikowe sygnały EEG z obu badań były jakości możliwej do analizy bez widocznego zanieczyszczenia artefaktów EKG, jak widać tutaj.Aktywność padaczkowa była wyraźnie widoczna w EEG podczas badania padaczki. Na EEG uzyskanym podczas badania neurokognitywnego zaobserwowano mruganie, ruchy gałek ocznych i artefakty mięśniowe, zwłaszcza w przewodach czołowych FP1 i FP2 po usunięciu artefaktu. Nie zaobserwowano artefaktu pochodzącego z wibracji maszyn w przetworzonych sygnałach EEG uzyskanych podczas obu badań.Co więcej, elektrody EEG nie powodowały widocznych artefaktów na obrazach MR uzyskanych jednocześnie. Podczas próby zastosowania tego protokołu należy unieruchomić głowę testera, przewody i, aby odpowiednio zmniejszyć wibracje mechaniczne. Protokół ten jest obecnie używany w naszym projekcie neurobiologicznym, który wymaga wykrywania pojedynczej próby ERP.Toruje to drogę do wykorzystania jednoczesnego EEG-MRI w nieinwazyjnych badaniach interfejsu mózg-komputer.

reliable-acquisition-electroencephalography-data-during-simultaneous

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Stosujemy magnetoencefalografię (MEG) oraz elektroencefalografię (EEG) w celu zmapowania obszarów mózgu zaangażowanych w przetwarzanie prostych bodźców sensorycznych.

Mapowanie funkcjonalne z jednoczesną rejestracją MEG i EEG

Opracowaliśmy metodę jednoczesnego wykonywania funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym oraz rejestracji elektrofizjologicznej w mózgu gryzoni, co stanowi platformę do badania zależności między aktywnością neuronalną a sygnałem fMRI zależnym od poziomu utlenowania krwi (BOLD).

Jednoczesne badanie fMRI i elektrofizjologii w mózgu gryzoni

Źródło: Papadelis, C., et wsp., Międzynapadowe oscylacje wysokiej częstotliwości wykryte za pomocą jednoczesnej magnetoencefalografii i elektroencefalografii jako biomarker padaczki dziecięcej. J. Vis. exp.{{TAG_ 27}} (2016).  Ten film demonstruje metodę wykorzystania zapisów elektroencefalografii (EEG) i magnetoencefalografii (MEG) do identyfikacji międzynapadowych wyładowań padaczkowych (IED) i oscylacji o wysokiej częstotliwości (HFO) w celu zlokalizowania obszarów mózgu podatnych na napady.

 Jednoczesna elektroencefalografia i magnetoencefalografia w celu identyfikacji obszarów mózgu podatnych na napady padaczkowe 

Jednoczesna elektroencefalografia (EEG) i funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) to potężne narzędzie do neuroobrazowania.  Jednak wnętrze skanera MRI tworzy trudne środowisko do rejestrowania danych EEG i należy wziąć pod uwagę bezpieczeństwo podczas korzystania ze sprzętu EEG wewnątrz skanera.  W tym artykule przedstawiamy zoptymalizowany protokół akwizycji danych EEG-fMRI.

Najlepsza aktualna praktyka uzyskiwania wysokiej jakości danych EEG podczas jednoczesnego fMRI

Oscylacje o wysokiej częstotliwości (HFO) pojawiły się jako przedoperacyjne biomarkery do identyfikacji strefy padaczkowej u pacjentów pediatrycznych z padaczką oporną na leczenie. Przedstawiono metodykę nieinwazyjnego rejestrowania, wykrywania i lokalizacji HFO z jednoczesną elektroencefalografią skóry głowy (EEG) i magnetoencefalografią (MEG).

Międzynapadowe oscylacje o wysokiej częstotliwości wykryte za pomocą jednoczesnej magnetoencefalografii i elektroencefalografii jako biomarkera padaczki dziecięcej

Metoda obrazowania multimodalnego EEG-fMRI, znana jako metoda obrazowania źródła EEG ograniczona czasoprzestrzennie za pomocą fMRI, jest opisana tutaj. Przedstawiona metoda wykorzystuje warunkowo aktywne submapy fMRI lub wcześniejsze mapy, aby pokierować lokalizacją źródła EEG w sposób, który poprawia specyficzność przestrzenną i ogranicza błędne wyniki.

Jednoczesny zapis EEG i funkcjonalny rezonans magnetyczny oraz analiza integracji w celu dynamicznego obrazowania aktywności kory mózgowej

Ten artykuł szczegółowo opisuje procedury rejestracji jednoczesnego elektroencefalogramu i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (EEG-fMRI), które mogą być stosowane zarówno w warunkach klinicznych, jak i badawczych. Uwzględniono również procedury przetwarzania EEG w celu usunięcia artefaktów obrazowania do oceny klinicznej. Niniejsze badanie koncentruje się na przykładzie padaczki w okresie międzynapadowym.

Konfiguracja sprzętu i usuwanie artefaktów do jednoczesnego elektroencefalogramu i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego do oceny klinicznej w padaczce

Magnetoencefalografia (MEG) i elektroencefalografia o wysokiej gęstości (HD-EEG) rzadko są rejestrowane jednocześnie, chociaż dostarczają informacji potwierdzających i uzupełniających. W tym miejscu ilustrujemy eksperymentalną konfigurację do jednoczesnego rejestrowania MEG i HD-EEG oraz metodologię analizy tych danych mającą na celu zlokalizowanie padaczkowych i elokwentnych obszarów mózgu u dzieci z padaczką lekooporną.

Obrazowanie źródeł elektromagnetycznych w ocenie przedoperacyjnej dzieci z padaczką lekooporną

Elektroencefalografia z gęstą macierzą elektrod jest coraz częściej wykorzystywana do badania funkcji poznawczych w sferze społecznej u niemowląt i dorosłych. Przedstawiamy tutaj uznaną metodologię, która stanowi znaczące udoskonalenie konwencjonalnych metod badania EEG u niemowląt i dorosłych.

Badanie poznania społecznego u niemowląt i dorosłych z wykorzystaniem gęstego układu elektrod elektroencefalografii (dEEG)

Opisano procedurę optogenetycznej manipulacji aktywnością neuronów piramidowych kory mózgowej przy jednoczesnym monitorowaniu elektroencefalogramu, elektromiogramu oraz stężenia mleczanu w mózgu. Rejestracje eksperymentalne są przeprowadzane u myszy z podłączonymi przewodami podczas spontanicznych cykli snu i czuwania. Sprzęt do optogenetyki został zbudowany w naszym laboratorium; sprzęt pomiarowy jest dostępny w sprzedaży.

Symultaniczna elektroencefalografia, pomiar stężenia mleczanu w czasie rzeczywistym i optogenna manipulacja aktywnością neuronalną w korze mózgowej gryzoni

Poznaj niezawodny protokół akwizycji danych EEG podczas jednoczesnego badania fMRI, zapewniający wysoką jakość sygnału i czytelność wyników w badaniach neurokognitywnych oraz epileptycznych.

Niezawodna akwizycja danych elektroencefalograficznych podczas jednoczesnej elektroencefalografii i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (Wideo) | JoVE Journal

Niezawodna akwizycja danych elektroencefalograficznych podczas jednoczesnej elektroencefalografii i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego

Przeglądaj więcej filmów