Method Article

Uso de um sistema de navegação TMS para digitalização de alta precisão das localizações dos sensores, a fim de melhorar a localização da fonte

DOI:

10.3791/69508

January 23rd, 2026

In This Article

Summary

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Apresentamos um método reprodutível para digitalizar localizações de sensores de eletroencefalografia de alta densidade (EEG) usando instrumentos de um sistema de Estimulação Cerebral Navegada (NBS). Essa abordagem não requer extensões de software adicionais, apenas ferramentas padrão de NBS. Integrado com pipelines MNE-Python, essa abordagem melhora a precisão da localização de origem sem hardware adicional.

Abstract

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Localização de fontes é uma técnica usada para estimar as fontes de atividade cerebral com base em sinais registrados pelo couro cabeludo. A localização precisa da fonte depende criticamente da digitalização espacial precisa das localizações dos sensores. Neste protocolo, apresentamos um método prático e confiável para digitalizar localizações de sensores usando o sistema de Estimulação Cerebral Navegada (NBS). O NBS é um componente do equipamento de Estimulação Magnética Transcraniana (TMS) comumente disponível em laboratórios de TMS, mas raramente utilizado para digitalização de sensores de sistemas de eletroencefalografia (EEG) ou espectroscopia funcional no infravermelho próximo (fNIRS). Essa abordagem permite que os pesquisadores aproveitem a infraestrutura existente para melhorar significativamente a precisão espacial da modelagem de fontes, sem investir em equipamentos dedicados à digitalização.

Guiamos os espectadores por todo o fluxo de trabalho: (1) digitalização da localização dos eletrodos EEG usando as ferramentas padrão do sistema Nexstim NBS; (2) exportar dados de coordenadas em formatos compatíveis; (3) integrar esses dados em pipelines de pré-processamento de EEG e localização de origem usando o pacote MNE-Python. O protocolo também inclui dicas para alinhar dados digitalizados com imagens de ressonância magnética e otimizar a precisão da coregistração. Para ilustrar a utilidade prática do método, aplicamos para analisar dados de um experimento de estimulação tátil.

Scripts Python personalizados para processamento de coordenadas e co-registro são fornecidos para garantir reprodutibilidade e facilidade de adoção. Os resultados mostram que incorporar posições digitalizadas de eletrodos melhora notavelmente a precisão anatômica e a interpretabilidade das estimativas da fonte cortical em comparação com as montagens padrão de eletrodos.

Introduction

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A eletroencefalografia (EEG) mede a atividade elétrica do cérebro no couro cabeludo, mas as gravações brutas misturam sinais de várias fontes cerebrais e não cerebrais. Localização da fonte refere-se à estimativa computacional de onde no cérebro se originam os sinais de EEG medidos, efetivamente "mapeando" as tensões do couro cabeludo de volta às regiõescorticais 1. Esses métodos permitem que pesquisadores vinculem a atividade oscilatória do EEG ou respostas relacionadas a eventos a áreas específicas do cérebro, aumentando muito a interpretabilidade do EEG. Alcançar uma localização precisa da fonte depende crit....

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Protocol

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Todos os procedimentos envolvendo participantes humanos foram conduzidos de acordo com as diretrizes institucionais e aprovados pelo comitê de ética relevante. Os participantes forneceram consentimento informado antes do início do experimento.

1. Preparar o participante e os equipamentos

NOTA: Este protocolo utilizava o sistema Nexstim NBS.

  1. Ligue e calibre o sistema NBS
    1. Ligue a unidade principal do NBS e a câmera óptica de rastreamento. Verifique se o sistema concluiu a autocalibração com sucesso e repita a calibração caso algum erro seja indicado pelo softw....

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Results

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A localização precisa da fonte depende criticamente da correta colocação de eletrodos e do co-registro confiável com modelos anatômicos de cabeça. Na prática, porém, as cápsulas de EEG frequentemente são posicionadas de forma imprecisa devido a variações individuais no formato da cabeça ou erros manuais de posicionamento. Para ilustrar como esses fatores afetam os resultados da análise, comparamos resultados das posições digitalizadas dos eletrodos usando o dispositivo NBS com os resulta.......

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Discussion

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A localização precisa da fonte requer tanto digitalização precisa de eletrodos quanto co-registro confiável com modelos anatômicos de cabeça. Nossos resultados (Figura 1, Figura 2 e Figura 3) demonstram como desvios no posicionamento dos eletrodos ou a dependência de montagens baseadas em modelos podem se propagar para erros substanciais no alinhamento espacial e na reconstrução da fonte. Em particu.......

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Disclosures

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Os autores não possuem interesses financeiros concorrentes ou outros conflitos de interesse decorrentes deste trabalho.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Estimulação Cerebral Navegada (NBS)  SistemaNexstim https://www.nexstim.com/healthcare-professionals/nbs-systemNBS é  estimulação magnética transcraniana combinada com um sistema de neuronavegação

References

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  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....

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