Migliori prassi attuale per ottenere dati di alta qualità durante l'EEG fMRI simultanea

1. Preparazione del setup sperimentale Prima dell'arrivo del soggetto impostare l'apparecchiatura EEG nella sala di controllo dove l'operatore scanner siederà. Collegare il computer portatile all'hardware EEG come mostrato in Figura 1. Nota: tutti i trigger da dispositivi periferici e lo scanner MR devono avere durate più di 200 msec per essere rilevati dal sistema EEG. Configurare il computer stimolo, in questo studio, usiamo uno stimolo visivo; marcatori vengono letti nel registratore BrainVision all'inizio e alla fine di ogni periodo di stimolazione. Assicurare lo spazio di lavoro per la registrazione dei dati è impostato sulla massima risoluzione temporale disponibile e le impostazioni di filtro corretto. Per la maggior parte degli studi accoppiamento AC con un filtro di 0,016-250 Hz è ottimale anche se DC-giunto o un più alto (1 kHz), filtro passa-basso può essere richiesto se i segnali neuronali ultra bassa o ad alta frequenza sono di interesse, rispettivamente. Controllare gli indicatori della scanner e presentazione dello stimolo a confermare che essi vengono rilevati correttamente dal sistema EEG. Attivare la sincronizzazione dello scanner e orologi EEG utilizzando il pannello di controllo del registratore BrainVision. Poi controlla se la sincronizzazione viene eseguita correttamente; se il set up è corretta l'icona verde e "Sync On" apparirà dot. Impostare lo scanner MR in modo convenzionale, qui stiamo usando il corpo trasmette bobina RF e una testa canale 32 riceve bobina RF. Quando possibile, è meglio usare una bobina di trasmissione di dimensioni della testa per minimizzare il rischio di RF riscaldamento del tappo EEG e relativi cavi. Tuttavia sulla maggior scanner, la bobina di trasmissione testa non può essere utilizzato in combinazione con una bobina ricevente multi-elemento, che porta ad una sub-ottimale impostato per l'acquisizione dei dati fMRI (in particolare l'imaging parallelo velocità-up non è possibile). Stiamo usando questo specifico capo ricevere bobina perché incorpora una porta di accesso che permette ai cavi dal cappuccio EEG a correre lungo un percorso rettilineo di scanner. Assicurarsi che le sequenze di RM che verranno eseguiti sono impostati. La sequenza fMRI deve utilizzare un TR fetta che è un multiplo del periodo di clock EEG (200 msec). Se si utilizza un sistema RM Philips la calcolatrice Timing Philips può essere utilizzato per determinare le combinazioni possibili TR fetta e. Fai un controllo finale che tutte le apparecchiature è la registrazione come previsto. 2. Oggetto arrivo Chiedere al soggetto di arrivare con i capelli puliti e indossare vestiti comodi e non metallici. Spiegare al soggetto lo scopo dell'esperimento e che cosa accadrà. Chiedere al soggetto di compilare i moduli che vengono utilizzati per stabilire che non ci sono controindicazioni per MR scansione e che i consensi subordinato alla partecipazione all'esperimento. Controllare i moduli prima di procedere. In questo studio è stata ottenuta l'approvazione del comitato etico locale e tutti i soggetti hanno dato il consenso informato. Misurare la circonferenza della testa e selezionare l'applicazioneTappo ropriately dimensioni (cioè la più piccola tappo disponibile che è più grande della dimensione della testa). Posizionare il cappuccio sulla testa a partire dalla parte anteriore della testa e tirando indietro. Posizionare correttamente il tappo, in modo tale che elettrodo Cz è situata a metà strada tra il nasion e inion e anche centrato sinistra-destra. Collegare gli elettrodi alla testa da: spostando i capelli fuori del modo, l'applicazione di alcool e poi gel Abralyte. Collegare l'elettrodo ECG alla base della schiena usando un metodo simile a quello utilizzato per gli elettrodi cap. Questo elettrodo è utilizzato per misurare il battito cardiaco. Il posizionamento alla base della schiena è consigliato per massimizzare il rapporto segnale-rumore del R-picco nella traccia ECG e per comodità soggetto. Lavorare sui contatti in modo da ridurre le impedenze di elettrodi sulla testa a meno di 10 kW (esclusa la resistenza dei resistori interni di ciascun elettrodo). ECG e resistenza EOG possono essere maggiore, come i segnali sono forti e ad a buonZIONI può essere difficile da raggiungere, ma deve essere mantenuta al di sotto 50kΩ. Verificare la qualità dei dati EEG è soddisfacente controllando visivamente i dati sullo schermo del monitor. 3. Registrazione esterna dello scanner MR (Opzionale: Necessario solo se desiderate confrontare EEG Data Quality da dentro e fuori lo scanner MR) Montare l'apparecchio di presentazione e apparecchiature EEG fuori lo scanner (in una posizione in cui il campo magnetico è basso). Assicurarsi che la messa a punto è il più simile possibile a quello utilizzato all'interno dello scanner RM (in particolare, il soggetto deve essere in posizione supina e un processo simile di presentazione dello stimolo deve essere utilizzato). Eseguire l'esperimento e registrare i dati in un modo simile a quello utilizzato all'interno dello scanner (vedere sezione 4). 4. Impostazione Oggetto interno dello scanner MR Chiedere al soggetto di essere seduti mentre si imposta l'equi EEGpment nella stanza dello scanner MR. Prendere l'amplificatore nella stanza schermato e posizionarlo su un tavolo al retro dello scanner. Collegare l'amplificatore a un cavo in fibra ottica lungo. Far passare il cavo in fibra ottica attraverso la guida d'onda e collegarlo all'adattatore BrainAmp USB nella sala di controllo (Figura 1). Registrare il paziente nel paziente scanner MR data-base. Prendete l'oggetto nella stanza e chiedere loro di sdraiarsi sul letto dello scanner. Dare i tappi per le orecchie soggetto, cuffie e pulsante di chiamata, e di garantire che essi sono confortevoli. Mettete la bobina di testa sopra la testa del soggetto. I cavi EEG devono lasciare la bobina testa lungo il percorso più breve possibile. Ora pad testa del soggetto per ridurre al minimo il movimento della testa. Spostare il soggetto nello scanner foro, garantendo che gli elettrodi PF1 e PF2 sono a isocentro dello scanner MR nella direzione z. Ciò si ottiene normalmente allineando questi due elettrodi con la luce che viene utilizzato per posizionare tegli soggetto prima che entrino nel foro. Applicare il cappuccio EEG all'amplificatore sul retro dello scanner. Assicurarsi che non ci sono fili passanti nelle derivazioni EEG (in quanto questi possono causare il riscaldamento RF e anche causare grandi artefatti EEG per essere indotti) e che il cablaggio è isolato da il più possibile le vibrazioni MR scanner, qui usiamo una trave a sbalzo per raggiungere questo isolamento. 5. La registrazione all'interno dello scanner Parlate con il soggetto dalla sala console per confermare che si può sentire l'operatore scanner e sono OK. Un secondo sperimentatore avvia il monitoraggio EEG, controllando per elettrodi rumorosi nelle tracce, così come per il verde "Sync On" punto in basso dello schermo. L'effetto chiara delle crio-pompe sulla registrazione può essere visto (vedere Figura 2). Pertanto, disattivare queste pompe durante l'acquisizione dei dati, a seguito di indicazioni fornite dal produttore. Chiedere al soggetto di muovere la testa da un smaimporto ll. L'importanza di mantenere la testa ancora si può vedere dalle grandi tensioni nella registrazione EEG che derivano da piccoli movimenti della testa. Testare la registrazione dell'attività neuronale chiedendo al soggetto di aprire e chiudere gli occhi. Cercare attività alfa occipitale. Questo sarà verificare se si sta misurando i segnali fisiologici piuttosto che rumore. Se un segnale alfa non può essere visto sul soggetto (che si verifica in alcuni soggetti) è possibile testare per attività neuronale con una breve corsa del paradigma sperimentale senza il funzionamento dello scanner MR e per cercare la media potenziale evocato. Il manufatto impulso può chiaramente vedere nei dati grezzi (vedere Figura 2) in particolare sugli elettrodi sulle tempie. Utilizzare il tracciato ECG per correggere questo artefatto in tempo reale utilizzando RecView (o in post-pacchetti software di elaborazione). Non appena inizia ogni risonanza magnetica i gradienti causeranno grandi artefatti nei dati EEG. When l'esperimento fMRI è pronto a partire, – con il sistema di presentazione dello stimolo in uno stato pronto – poi iniziare a salvare i dati EEG seguendo i passi indicati. Ora inizia l'esperimento, controllando che i marcatori dalla presentazione dello stimolo e lo scanner MR possono essere visti in BrainVision Recorder. Qui lo stimolo consiste di una scacchiera radiale pieno campo al 100% di contrasto. Il tasso di inversione è 2 Hz tale che una risposta evocata sarà effettuata ogni 500 msec ed un marcatore viene inserito nel file EEG ad ogni inversione dell'immagine. La qualità dei dati EEG sembrerà essere molto povera, ma può essere ripulito, sia on-line in RecView o durante la post-elaborazione. Affinché la correzione manufatto gradiente di lavorare senza compromettere la registrazione di segnali neuronali, la presentazione dello stimolo non deve essere bloccato al TR e la frequenza di ripetizione dello stimolo non deve essere uguale alla frequenza di ripetizione fetta. Correzione del manufatto gradiente deve essere effettuata out prima dell'impulso correzione manufatto (vedi figure 3 e 4). I dati possono poi essere segmentato in base a presentazione dello stimolo e analizzati con numerose tecniche, il più semplice dei quali è in media per le indagini di risposte evocate (vedi Figura 6). 6. Debriefing il Soggetto Una volta che la scansione è completata, prendere il soggetto dallo scanner e li aiutano a togliere il tappo EEG. Consentire loro di lavarsi i capelli. Ora sono libero di andarsene. 7. Chiarire al termine dell'esperimento Imballare l'apparecchiatura EEG come richiesto dal laboratorio. Se il costruttore MR richiede, assicurarsi che l'hardware di sincronizzazione è scollegato al termine di ogni sessione e non lasciata attaccata all'elettronica scanner. Infine, il tappo EEG deve essere pulito. Per fare questo, immergere il coperchio in acqua (di solito per circa 5 min)o una miscela di acqua e disinfettante (il disinfettante deve essere selezionata in base rilevante spettro e disinfettante raccomandazione patogeno del produttore cap. Tempo di esposizione e concentrazione disinfettante devono seguire le linee guida del produttore del disinfettante.). Quindi utilizzare uno spazzolino per pulire via residui di gel. E 'molto importante pulire completamente il tappo per garantire la corretta esecuzione del tappo quando successivamente utilizzate. 8. Analisi Qui, reale analisi EEG tempo è stato dimostrato, tuttavia è anche possibile e di norma auspicabile post-elaborazione dei dati EEG. Questo può essere fatto in un certo numero di pacchetti di analisi come Brain Products Analyzer 2 o EEGLAB. Gradiente e correzione artefatto polso possono essere eseguiti utilizzando una varietà di metodi, quali: artefatto media sottrazione 18,19 (comunemente utilizzati per la correzione sfumatura e spesso usato per impulso correzione artefatto), indipendente componente di analisi 20,21 </sup> o base ottimale imposta 22 (per impulso correzione artefatto). I dati possono poi essere analizzati nel tempo o nel dominio della frequenza per guardare risposte evocate e in corso di attività oscillatoria. Qui, abbiamo registrato la traccia ECG utilizzando il sistema Products Cervello modo da ottenere le informazioni necessarie per la correzione artefatto impulsi. Nel setup standard traccia ECG viene rilevata tramite un apposito elettrodo posto sul retro del soggetto. Nel nostro laboratorio usiamo anche una soluzione non standard, che impiega un vectrocardiogram per generare la traccia cardiaca (questa soluzione è disponibile solo con il Philips apparecchiature di monitoraggio fisiologico). Abbiamo trovato questo può essere utile se una traccia pulita non può essere ottenuto usando l'ECG convenzionale set-up.