Aquisição confiável de dados de eletroencefalografia durante eletroencefalografia simultânea e ressonância magnética funcional

Nosso protocolo fornece passos importantes que garantem a qualidade dos dados, particularmente a qualidade de cada dado, o que é fundamental para o sucesso de um estudo simultâneo de EEG-fMRI, mas raramente é enfatizado. Este protocolo é simples e usa apenas produtos médicos prontamente disponíveis, portanto é muito fácil de seguir. Este protocolo leva a uma melhor qualidade e legibilidade do EEG adquirido simultaneamente com o FMRI, o que é particularmente útil para identificar mudanças sutis de EEG em estudos de epilepsia.

Este protocolo também é útil para identificar eventos sutis de EEG em ERPs de ensaio único de estudos neurocognitivos. Para começar, conecte o EEG compatível com ressonância magnética e amplificadores bipolares às baterias totalmente carregadas e ao computador de gravação. Certifique-se de que o espaço de trabalho do software de gravação está configurado corretamente.

Carregue uma seringa de 10 mililitros com o gel condutor abrasivo para aplicação da tampa EEG. Meça a circunferência da cabeça do sujeito envolvendo uma fita de medição flexível e não elástica ao redor da cabeça, sobre as cristas super orbitais na occiput. Selecione uma tampa de tamanho apropriado que seja um centímetro maior que a circunferência da cabeça e certifique-se de que é confortável para o assunto.

Depois de colocar a tampa na posição aproximada sobre a cabeça do sujeito, meça os comprimentos do arco inion-nasion, e marque a intersecção do arco inion-nasion e do arco periauricular. Deslize a tampa sobre a cabeça para que a posição do eletrodo CZ seja ajustada a esta intersecção. Certifique-se de que a tampa não é girada horizontalmente verificando manualmente os eletrodos meteorológicos FZ, PZ, OZ, referência e terra estão posicionados sobre o arco inion-nasion.

Exponha a pele debaixo de cada eletrodo deslocando o cabelo para o lado usando a parte de trás de um cotonete. Esfregue a pele sob cada eletrodo girando rapidamente um cotonete contendo 70% de solução alcoólica colocada através da abertura do eletrodo. Aplique uma pequena quantidade do gel condutor abrasivo na abertura, e abrade a pele girando rapidamente um cotonete de algodão.

Monitore a impedância do eletrodo e repita a abrasão até que a impedância caia para pelo menos abaixo de 20 kiloohms. Uma vez que a impedância seja satisfatória, encha a abertura com o mesmo gel, certificando-se de não aplicar gel excessivo na abertura para evitar a ponte entre os eletrodos. Antes de colocar o eletrodo ECG na parte de trás, peça ao sujeito para sentar-se ereto sem flexionar o pescoço.

Coloque o eletrodo ECG de dois a três centímetros restantes do sulco mediano, certificando-se de que o fio está reto na parte de trás, mas com mesa ao longo da curva do pescoço para evitar o deslocamento quando o sujeito se deitar sobre a mesa de ressonância magnética. Esfregue a pele debaixo do eletrodo ECG com um cotonete de álcool. Conecte o eletrodo ECG à pele usando um anel adesivo de dupla lateral e monitore a impedância repetindo a abrasão da pele com um cotonete.

Dobre o cotonete de algodão álcool seco em quatro e coloque-o no eletrodo ECG, em seguida, tape o cotonete na pele usando uma fita adesiva cirúrgica. Fita o fio eletrodo ECG na pele até o ombro. Coloque um conjunto de fios de carbono pré-trançados que consistem em seis laços sobre a tampa para que os fios estejam em paralelo com o feixe de eletrodos na parte superior da cabeça.

Use fita cirúrgica para fixar os laços ao redor dos eletrodos para que os laços cubram a cabeça com cada laço cobrindo quase uma área igual. Enrole a cabeça do sujeito com um curativo elástico sobre a tampa EEG e os laços de carbono, certificando-se de que o curativo cobre todos os eletrodos e não está muito apertado. Pergunte se o sujeito sente pressão desconfortável na cabeça durante a aplicação do curativo.

Para a aquisição do estado de repouso, instrua o sujeito a aplicar fones de ouvido compatíveis com ressonância magnética. Use um fone de ouvido ou fones de ouvido para aquisição baseada em tarefas, certificando-se de que o sujeito possa ouvir através de ambos os lados do fone de ouvido ou fones de ouvido. Coloque um travesseiro de espuma de memória plana compatível com ressonância magnética na metade inferior da bobina da cabeça antes de pedir ao sujeito para se deitar e colocar a cabeça na bobina.

Em seguida, coloque os feixes de eletrodo e fio de carbono diretamente através da abertura superior da bobina da cabeça. Adicione travesseiros de espuma de memória ao topo da cabeça, testa e área temporal, preenchendo todos os espaços deixados dentro da bobina da cabeça, sem comprimir a cabeça do sujeito muito fortemente. Coloque a parte superior da bobina da cabeça e feche a bobina, certificando-se de que os travesseiros não estão apertando a cabeça.

Coloque um travesseiro de espuma de memória de meio cilindro na parte de trás do pescoço para que o fio eletrodo ECG seja bem sanduíche entre o travesseiro e o pescoço. Depois de colocar todos os travesseiros de espuma de memória, teste que o sujeito ainda pode ouvir através de ambos os lados dos fones de ouvido ou fones de ouvido. Coloque o espelho e instrua o sujeito a ajustar o espelho uma vez que a cabeça do sujeito esteja no isocentro do furo de ressonância magnética.

Depois de conectar os eletrodos EEG e ECG ao amplificador EEG, e os laços de fio de carbono ao amplificador bipolar colocado na parte de trás do furo de ressonância magnética, conecte os amplificadores ao computador de gravação usando fibras ópticas. Em seguida, ligue os amplificadores e verifique se a impedância de todos os eletrodos ainda está baixa. Disponha todos os fios entre a saída da abertura superior da bobina da cabeça e os amplificadores para que sejam colocados em linha reta e no centro da ressonância magnética.

Coloque uma alça de fio de carbono ao redor do cabo de fita, indo da caixa de conectora de eletrodos EEG e ECG para o amplificador. Imobilize os fios sanding todos eles com sacos de areia não ferromagnéticos e seguros para MR entre a saída da abertura superior da bobina da cabeça e os amplificadores. Coloque sacos de areia nos amplificadores e posicione os amplificadores fora do furo do ímã, utilizando cabos fornecidos pelo fabricante.

Comunique-se com o assunto da sala do console para confirmar que o sujeito pode ouvir o operador e instruir o sujeito a não se mover durante a aquisição de dados. Inicie a gravação do EEG antes de iniciar a aquisição da FMRI. Verifique se os marcadores do scanner e do gatilho de volume são exibidos periodicamente na gravação do EEG on-line.

Os sinais representativos de EEG obtidos de indivíduos que participaram do estudo neurocognitivo e do estudo de epilepsia utilizando este protocolo são mostrados aqui. Os sinais de EEG adquiridos de ambos os estudos foram semelhantes antes do processamento. Os sinais resultantes do EEG de ambos os estudos foram de qualidade analisável sem contaminação visível de artefatos de ECG, como visto aqui.

As atividades epilépticas foram claramente vistas no EEG durante o estudo da epilepsia. No EEG adquirido durante o estudo neurocognitivo, foram vistos piscamento, movimento dos olhos e artefatos musculares, especialmente nos condutores frontais FP1 e FP2 após a remoção do artefato. Nenhum artefato originário de vibrações de máquinas foi visto em sinais de EEG pós-processados adquiridos durante ambos os estudos.

Além disso, os eletrodos EEG não causaram artefatos visíveis nas imagens de MR adquiridas simultaneamente. Ao tentar este protocolo, imobilize a cabeça do sujeito, os fios e os cabos para diminuir adequadamente as vibrações mecânicas. Este protocolo é atualmente usado para o nosso projeto de neurociência que requer detecção de ensaio único ERP.

Está abrindo caminho para o uso simultâneo de EEG-MRI em pesquisas não invasivas de interface de computador cerebral.