Method Article

Использование навигационной системы TMS для высокоточной оцифровки местоположения датчиков с целью улучшения локализации источника

DOI:

10.3791/69508

January 23rd, 2026

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы представляем воспроизводимый метод оцифровки местоположения датчиков высокоплотной электроэнцефалографии (ЭЭГ) с использованием приборов системы навигированной стимуляции мозга (NBS). Этот подход не требует дополнительных программных расширений, только стандартных инструментов NBS. Интегрированный с конвейерами MNE-Python, этот подход повышает точность локализации исходного кода без дополнительного оборудования.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Локализация источника — это метод, используемый для оценки источников мозговой активности на основе сигналов, записанных с кожи головы. Точная локализация источника критически зависит от точной пространственной оцифровки расположения датчиков. В этом протоколе мы представляем практический и надёжный метод оцифровки местоположения сенсоров с помощью системы Navigated Brain Stimulation (NBS). NBS является компонентом оборудования для транскраниальной магнитной стимуляции (TMS), широко доступного в лабораториях TMS, но редко применяется для сенсорной оцифровки электроэнцефалографии (ЭЭГ) или функциональной ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS). Такой подход позволяет исследователям использовать существующую инфраструктуру для значительного повышения пространственной точности моделирования источников без инвестиций в специализированное оборудование для оцифровки.

Мы проводим зрителей через весь рабочий процесс: (1) оцифровка расположения электродов ЭЭГ с помощью стандартных инструментов системы Nexstim NBS; (2) экспорт координатных данных в совместимых форматах; (3) интеграция этих данных в конвейеры предобработки EEG и локализации исходного кода с использованием пакета MNE-Python. Протокол также включает советы по согласованию оцифрованных данных с изображениями МРТ и оптимизации точности корегистрации. Чтобы проиллюстрировать практическую пользу метода, мы применяем его для анализа данных эксперимента тактильной стимуляции.

Пользовательские скрипты на Python для обработки и сорегистрации предоставляются для обеспечения воспроизводимости и простоты внедрения. Результаты показывают, что включение оцифрованных позиций электродов значительно повышает анатомическую точность и интерпретируемость оценок корковых источников по сравнению с стандартными монтажами электродов.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Электроэнцефалография (ЭЭГ) измеряет электрическую активность мозга в области кожи головы, но исходные записи смешивают сигналы из множества источников из мозга и не из мозга. Локализация источника означает вычислительную оценку, откуда в мозге исходят измеренные сигналы ЭЭГ, фактически «отображая» напряжение кожи головы обратно в кортикальныеобласти 1. Эти методы позволяют исследователям связывать колебательную активность ЭЭГ или реакции, связанные с событиями, с определёнными областями мозга, значительно повышая интерпретируемость ЭЭГ. Точная локализация источника критично зависит от точного определения полож....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все процедуры с участием людей-участников проводились в соответствии с институциональными руководящими принципами и утверждёны соответствующим этическим комитетом. Участники предоставили информированное согласие перед началом эксперимента.

1. Подготовка участника и оборудования

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол использовал систему Nexstim NBS.

  1. Включить питание и откалибровать систему NBS
    1. Включите основной блок NBS и оптическую камеру слежения. Убедитесь, что система успешно завершила самокалибровку, и повторите калибровку, если программное обеспечение указывает ошиб....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Точная локализация источника критически зависит от правильного расположения электродов и надёжной корегистрации с анатомическими моделями головки. На практике, однако, ЭЭГ-конденсаторы часто располагаются неточно из-за вариаций формы головки или ошибок ручного размещения. Чтобы проиллюстрировать, как эти факторы влияют на результаты анализа, мы сравнили результаты оцифрованных позиций электродов с использованием устройства NBS с результатами, полученными из стандартных шаблонных компонов.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Точная локализация источника требует как точной оцифровки электродов, так и надёжной корегистрации с анатомическими моделями головы. Наши результаты (рисунок 1, рисунок 2 и рисунок 3) демонстрируют, как отклонения в позиционировании электродов или зависимость от шаблонных монтажей могут приводить к существенным ошибкам в пространственном выравнивании и реконструкции источника. В частности, мы показа.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не имеют конкурирующих финансовых интересов или других конфликтов интересов в соответствии с этим произведением.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ни одного.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Навигационная стимуляция мозга (NBS)  СистемаNexstim https://www.nexstim.com/healthcare-professionals/nbs-systemNBS is  Транскраниальная магнитная стимуляция в сочетании с нейронавигационной системой

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Source LocalizationSensor DigitizationTMS NavigationEEG Electrode LocationsNavigated Brain StimulationSpatial AccuracyCoregistration AccuracyMNE PythonMRI AlignmentCortical Source Estimates

Related Articles