Beeldvorming van elektromagnetische bronnen bij preoperatieve evaluatie van kinderen met resistente epilepsie

De experimentele procedures die hier worden toegepast, zijn goedgekeurd door de North Texas Regional Institutional Review Board (2019-166; Hoofdonderzoeker: Christos Papadelis). In het volgende gedeelte wordt het experimentele protocol beschreven voor de niet-invasieve bronlokalisatie van IED’s, ictale aanvangsverschijnselen en gebeurtenis-opgeroepen reacties (d.w.z. visuele, motorische, auditieve en somatosensorische) met behulp van gelijktijdige MEG- en HD-EEG-opnames die in ons laboratorium worden gevolgd. De International Federation of Clinical Neurophysiology43 en de American Clinical MEG Society44 hebben “minimumnormen” opgesteld voor de routinematige klinische registratie en analyse van spontane MEG- en EEG-gegevens. De hier beschreven procedures voor HD-EEG-opnamen zijn alleen van toepassing op EEG-elektrodesystemen op basis van een spons. Het totale voorbereidingsproces voor elk onderwerp is ongeveer 2-3 uur, bestaande uit de daadwerkelijke opnames van ~1,5 uur. 1. Voorbereiding van het MEG-systeem Voordat het onderwerp arriveert, voert u een MEG-opname in een lege kamer van een paar minuten uit om de achtergrondgeluidsniveaus en magnetische artefacten vast te leggen en te controleren of alle MEG-sensoren goed werken. Zorg er met behulp van het afstemmingsprogramma voor MEG-sensoren voor dat de gemiddelde witte ruiswaarde van alle MEG-sensoren tussen 2 en 5 fT/√Hz (fT/cm√Hz voor gradiometers) ligt. 2. Voorbereiding van de proefpersoon Zorg ervoor dat het onderwerp zich op zijn gemak voelt in de omgeving. Laat in het geval van jonge kinderen de opnameruimte verkennen (inclusief de magnetisch afgeschermde kamer [MSR]) en de testapparatuur zien die zal worden gebruikt voor het verzamelen van gegevens.Screen en geef de proefpersoon instructies met behulp van het toestemmingsformulier voor screening. Leg indien nodig de procedure uit aan jonge kinderen met behulp van speciale woorden, speelgoed en spelletjes die voor elke leeftijdsgroep zijn ontwikkeld. Vraag de proefpersoon (of de ouders van de proefpersoon) of hij/zij in de laatste ~2 uur voorafgaand aan het bezoek een aanval heeft gehad.OPMERKING: Het toestemmingsformulier voor screening bevat een beschrijving van de test, evenals de veiligheid ervan, waarom de test wordt uitgevoerd en een algemene beschrijving van het onderzoek. Verwijder alle metalen en/of magnetische materialen van de proefpersoon en voorzie de proefpersoon van geschikte door het ziekenhuis uitgegeven kleding (bijv. ziekenhuisjassen, scrubs). Vraag de proefpersoon bovendien om zijn/haar schoenen uit te doen om te voorkomen dat magnetisch stof de MSR binnendringt. Als andere ferromagnetische elementen, zoals tandheelkundig werk of geïmplanteerde medische apparaten, niet kunnen worden verwijderd, gebruik dan een degausser (d.w.z. demagnetisator) om resterende magnetische artefacten te verwijderen die interferentie of hoge geluidsniveaus kunnen veroorzaken tijdens MEG-opnames. Nadat u ervoor hebt gezorgd dat alle bronnen van magnetische ruis zijn verwijderd, vraagt u de proefpersoon om op een houten stoel te gaan zitten waar de volgende meetprocedures zullen worden toegepast.OPMERKING: De degausser mag niet rechtstreeks worden aangebracht op geïmplanteerde elektronische apparaten (bijv. pacemakers, neuromodulatieapparaten). Meet de hoofdomtrek van de proefpersoon om de juiste EEG-netgrootte te selecteren (meestal 32-34 cm tot 58-61 cm). Meet met behulp van de centimeterzijde van het meetlint de hoofdomtrek door het meetlint vanaf de neus van de proefpersoon tot ~1 cm boven de inion te houden en dan terug naar de neus.OPMERKING: De nasie is het craniometrische punt tussen de ogen, terwijl de inion de punt is van het uitwendige achterhoofdsuitsteeksel.Selecteer de juiste netmaat die past bij de hoofdomtrek van de proefpersoon en laat deze ten minste 5 minuten (maximaal 10 minuten) weken in een vloeibare gemengde oplossing bestaande uit 1 qt warm kraanwater, 1 eetlepel elektrolyten (d.w.z. kaliumchloride) en 1 eetlepel babyshampoo. Zorg er tijdens dit weekproces voor dat het net binnenstebuiten wordt gekeerd met de sponzen naar buiten gericht en de sluitingen volledig losgemaakt om de sensoren volledig onder te dompelen in de plastic emmer met de oplossing.NOTITIE: Om ervoor te zorgen dat de versterker van het net niet in de buurt van de oplossing komt en altijd droog blijft, wikkelt u een handdoek om de plug van het geselecteerde net en, indien gewenst, plaatst u deze op een stoel of steun dicht bij de gootsteen waar de plastic emmer is. Plaats vijf magnetische spoelen die dienen als hoofdpositie-indicator (HPI) op bekende locaties direct op de hoofdhuid van de proefpersoon met behulp van papieren tape met microporiën: één aan elke kant van het voorhoofd bij de haarlijn, één op elk mastoïdbot en één op de bovenkant van het hoofd.OPMERKING: De HPI-spoelen bepalen de positie van het hoofd ten opzichte van de supergeleidende kwantuminterferentie-apparaten (SQUID’s) die in het MEG-systeem zijn geplaatst door bekende magnetische velden uit te zenden die tijdens de scan kunnen worden gelokaliseerd. Het aantal HPI-spoelen is afhankelijk van het MEG-systeem, maar varieert meestal van 3-5 HPI-spoelen. Plaats extra elektroden met behulp van een meetlint om de hartslag (elektrocardiografie, ECG), oogbewegingen of knipperingen (elektro-oculografie, EOG) en spieractiviteit (elektromyografie, EMG) te meten; De plaatsing van deze elektroden maakt het ook mogelijk om de gezondheidstoestand van de proefpersoon te controleren.Plaats twee ECG-elektroden aan de rechter- en linkerkant van de borst onder de sleutelbeenderen om respectievelijk de hartslag van de proefpersoon vast te leggen, en twee EOG-elektroden aan de boven- en onderkant van het rechteroog om zijn/haar verticale oogbewegingen of knipperingen vast te leggen.Om de spieractiviteit tijdens de visuomotorische taak te meten, veegt u bovendien de vingers van de proefpersoon af met alcoholpads voor een betere hechting van de tape op de huid en plakt u in totaal twee paar niet-wegwerpbekerelektroden op elke hand: één op de eerste dorsale interossale (FDI) en één op de abductor pollicis brevis (APB). Voordat u al deze elektroden afplakt, plaatst u de geleidende pasta in de elektrodebeker totdat deze iets te vol is om de huidimpedantie te verminderen en een optimale mix van kleefkracht en geleidbaarheid te garanderen. Voor tactiele stimulatie bevestigt u dunne elastische membranen rechtstreeks op de distale, handpalmdelen van drie vingers (d.w.z. duim [D1], middelvinger [D3] en pink [D5]) van beide handen. Blaas de membranen op met persluchtpulsen door stijve plastic buizen met behulp van een luchtpufstimulatie-apparaat. Laat de persluchtpulsen los met een interstimulusinterval van 1,5 ± 0,5 s volgens een pseudowillekeurige volgorde. Stel de druk van de tactiele stimulator in op 50 psi. Terwijl de proefpersoon nog steeds op de houten stoel zit, ver van een metalen object, bepaalt u de driedimensionale (3D) posities van de fiduciale anatomische oriëntatiepunten, vijf HPI-spoelen en andere hoofdvormpunten met behulp van een digitizer. Vraag de proefpersoon tijdens dit digitaliseringsproces van het hoofd om comfortabel te zitten, recht vooruit te kijken en vrijwel onbeweeglijk te blijven, aangezien kleine bewegingen de lokalisatienauwkeurigheid kunnen beïnvloeden.Plaats de referentie-ontvanger door de plastic bril (d.w.z. een bril met de referentiekubus aan één kant bevestigd) op het hoofd van het onderwerp en pas de sluitingen aan om een vast referentiekader voor het onderwerp te garanderen dat gedurende de gehele meting relatief stil moet blijven. Lokaliseer via de primaire stylusontvanger de fiduciale anatomische oriëntatiepunten (d.w.z. nasie en links/rechts preauriculaire punten) en de positie van de HPI-spoelen, en bemonster gelijkmatig extra hoofdhuidpunten (ten minste 100, bij voorkeur in de buurt van ~500) om een hoogwaardige reconstructie van het hoofdoppervlak te verbeteren.OPMERKING: De fiduciale anatomische oriëntatiepunten definiëren het coördinatensysteem van het onderwerp. De digitizer genereert de coördinaten van een sensor in de 3D-ruimte met behulp van één zender (meestal gemonteerd achter het onderwerp op de rugleuning van de houten stoel) en twee ontvangers (d.w.z. de stylus en referentie-ontvangers). Nadat de digitalisering is voltooid, plaatst u de stylusontvanger op ~15 cm afstand van het onderwerp en de zender en digitaliseert u een willekeurig punt om het digitaliseringsproces te voltooien.OPMERKING: Deze laatste stap van het digitaliseringsproces kan afwijken van andere commerciële producten. Voordat u het EEG-net aanbrengt, vraagt u de proefpersoon om op een stoel dicht bij de EEG-versterker te gaan zitten en handdoeken op zijn/haar borst en schouders te leggen om eventuele druppels als gevolg van het aanbrengen van het net op te vangen. Haal het EEG-net uit de plastic emmer, draai het om met de sponzen naar binnen gericht en wikkel het voorzichtig om een handdoek om de gemengde oplossing in overmaat te absorberen.Terwijl de proefpersoon op de stoel zit en de instructie krijgt om zijn/haar ogen gesloten te houden tijdens deze stap, steekt u beide handen in het net en spreidt u het met uw vingers, en plaatst u het ten slotte op het hoofd van de proefpersoon. Zonder de posities van de HPI-spoelen te verplaatsen, past u het uitgerekte net op het hoofd van de proefpersoon aan met de vingers om ervoor te zorgen dat de referentie- en nasiekanalen respectievelijk correct in het midden van de hoofdhuid en tussen de ogen van de proefpersoon zijn geplaatst, en maakt u ten slotte de kinband vast zodra het net zich in de juiste positie bevindt. Zorg er met behulp van een EEG-impedantiemeter voor dat alle impedanties van de hoofdhuid-elektrode zich in het bereik van 0-50 kΩ bevinden (waarden ˂5 kΩ worden aanbevolen) om signaalvervormingen te voorkomen. Om de impedanties van de hoofdhuidelektrode te verminderen, controleert u of elke elektrode goed mechanisch en elektrisch contact heeft met de hoofdhuid door een houten wattenstaafje te gebruiken om de haren van de proefpersoon tussen de elektrode en de hoofdhuid te verwijderen of een plastic wegwerppipet om indien nodig een meer geleidende gemengde oplossing in de sponzen van de elektroden over te brengen.Zodra alle impedanties idealiter tot 50 kΩ zijn, koppelt u de versterker los en bereidt u de proefpersoon voor op de digitalisering van de EEG-elektrode.NOTITIE: Voer de digitalisering van de EEG-elektrode uit buiten de MSR en zorg voor voldoende ruimte rond het onderwerp om het scanproces te beheren. Bepaal de 3D-posities van de EEG-elektroden met behulp van een optische handscanner. Vraag de proefpersoon tijdens dit proces om comfortabel te zitten en recht vooruit te kijken, tenzij anders aangegeven.Open eerst de optische scannersoftware, selecteer de sensorsjabloon die overeenkomt met de lay-out van de EEG-sensor die tijdens de opnames wordt gebruikt en start vervolgens het scanproces. Houd de scanner tijdens het scannen op een bepaalde afstand van het EEG-net (meestal ~45 cm), met de scanopeningen loodrecht op het oppervlak van de sensoren, en beweeg hem langzaam rond het hoofd van het onderwerp volgens gebogen zwaden van de bovenkant (midden van het hoofd) naar de onderkant (laatste sensorrij langs de nek) om de fysieke locaties van alle sensoren vast te leggen.OPMERKING: De optische scanner digitaliseert de locaties van de EEG-elektroden op het hoofd van de proefpersoon en transformeert deze als een 3D-coördinatenbestand; het wordt meestal gekenmerkt door twee optische sensoren die infrarood (IR) lichtbronnen uitzenden. Elke gescande locatie verschijnt meestal op een 3D-sensorwolk. De 3D-sensorcloud geeft feedback voor het scannen, tasten en uitlijnen van de sensorposities, terwijl de 2D-sensorkaart feedback geeft voor het labelen van deze sensorposities. Het scanproces van de posities van de EEG-elektroden duurt in totaal 5-10 minuten, inclusief het sonderen van de fiduciale punten. De scantijd kan echter soms afhangen van de prestaties van de optische scanner bij het detecteren van de elektrodeposities. Zodra alle EEG-elektroden zijn gescand (ten minste 95%), meet de fiduciale punten (d.w.z. nasie en links/rechts preauriculaire punten) en vier uitlijningssensoren (d.w.z. voor-, linker- en rechteruitlijnknooppunten en REF-knooppunt) met behulp van de draadloze optische sonde om de 3D-sensorwolk uit te lijnen met de geselecteerde sensorsjabloon.NOTITIE: De uitlijningssensoren zijn genummerd op basis van de netconfiguratie van de EEG-sensor.Om de fiduciale punten te onderzoeken, plaatst u de punt van de optische sonde op de huid van de proefpersoon in het midden van het fiduciale aandachtspunt door ervoor te zorgen dat de scanopeningen van de scanner naar de reflecterende schijven van de sonde wijzen. Plaats op dezelfde manier de punt van de optische sonde in het midden van de uitlijningssensor van belang om de uitlijningssensoren te onderzoeken. Zodra alle sensoren zijn gescand en gesondeerd, bekijkt u hun posities en labels op de 3D-sensorwolk en 2D-sensorkaart met betrekking tot het werkelijke EEG-net om mogelijke fouten te controleren en uiteindelijk te corrigeren; als er geen fouten zijn opgetreden tijdens het scanproces, exporteert u het 3D-coördinaat .txt bestand en converteert u het naar het gewenste formaat.OPMERKING: De 3D-elektrodecoördinaten worden meestal in .txt formaat opgeslagen en kunnen via optische scannersoftware in verschillende formaten worden geconverteerd (bijv. .xml, .sfp, .elp of .nsi). Nadat het digitaliseringsproces van de EEG-elektrode (stappen 2.9-2.11) is voltooid, bereidt u de proefpersoon voor die binnen de MSR moet worden overgebracht voor het uitvoeren van rust-/slaapgegevens (stap 2.13), visuomotorische taak (stap 2.14), auditieve stimulatie (stap 2.15) en somatosensorische stimulatie (stap 2.16). Voor de rust-/slaapgegevens stelt u het portaal van het MEG-systeem in op rugligging (Figuur 1A) en plaatst u het niet-magnetische en compatibele bed zo dat de verwijderbare hoofdsteun is uitgelijnd met de helmvormige opening aan de onderkant van de dewar. Nadat u het bed in de juiste positie hebt gezet, zet u het remventiel van het bed in de uitgeschakelde stand. Leg een laken of deken over het bed en een klein schuimrubberen kussen op de verwijderbare hoofdsteun voor hoofdfixatie en comfort tijdens de opname.OPMERKING: De dewar is een cryogene opslagcontainer gevuld met vloeibaar helium waarin sensorarrays aan de onderkant ruimtelijk zijn gerangschikt via een helmvormige opening die is ontworpen om het hoofd van de proefpersoon te omringen. De helm past tot 59-61 cm hoofdomtrek. Het portaal is het mechanische systeem dat de dewar ondersteunt en waarmee de elevatie en hoek kunnen worden gewijzigd op basis van de meetpositie (d.w.z. zittend of liggend).Breng de proefpersoon over in de MSR en help hem/haar op de rand van het bed te zitten en erop te gaan liggen. Leg meerdere dekens op het lichaam van de proefpersoon om hem/haar warm te houden tijdens de opname door ervoor te zorgen dat de kabels van de elektroden gemakkelijk toegankelijk zijn, en maak de veiligheidsgordels lichtjes vast (of trek de leuningen omhoog, indien aanwezig), en leg de proefpersoon uit dat deze stap is om te voorkomen dat hij/zij tijdens het slapen uit het bed rolt. Leg indien nodig een extra opgerolde handdoek onder de nek om de nek en schouders van de proefpersoon te ondersteunen. Ontgrendel de remklep van het bed om het hoofd van de geportretteerde voorzichtig te verplaatsen, dat op de verwijderbare hoofdsteun onder de helmvormige opening van de dewar is geplaatst totdat het de binnenkant van de helm raakt. Om de signaal-ruisverhouding (SNR) te verhogen, brengt u het hoofd van het onderwerp zo dicht mogelijk bij de helm. Sluit de HPI-spoelen, ECG- en EOG-elektroden aan op de overeenkomstige panelen van het MEG-systeem, sluit het EEG-net aan op de amplifier-eenheid in de MSR en controleer de metingen van de coördinaten van het hoofd vanaf het acquisitiewerkstation buiten de MSR om te beoordelen of het hoofd van de proefpersoon correct onder de dewar is geplaatst. Verminder met toestemming van de proefpersoon de intensiteit van het licht in de MSR om ontspanning en slaap te stimuleren. Wanneer de proefpersoon zich ontspannen en comfortabel voelt, instrueer je de proefpersoon om tijdens de opname te rusten met zijn/haar ogen dicht of te slapen. Stel de proefpersoon gerust dat hij/zij gedurende de gehele opname op de monitor buiten de MSR zal worden geobserveerd via de radiofrequentie-afgeschermde kleurencamera die aan de muur van de MSR is gemonteerd. Voor de visuomotorische taak stelt u het portaal van het MEG-systeem in op de rechtopstaande positie (Figuur 1B) en plaatst u de MEG-stoel zo dat het hoofd van de proefpersoon zich onder het portaal bevindt, dicht bij de helmvormige opening aan de onderkant van de dewar. Nadat u de stoel in de juiste positie hebt gezet, zet u het remventiel van de stoel in de niet-vergrendelde stand (“0”).Breng het onderwerp over binnen de MSR. Help hem/haar om op de niet-magnetische en compatibele stoel te zitten en een comfortabele en ontspannen houding te vinden. Leg meerdere dekens op het lichaam van de proefpersoon om hem/haar warm te houden tijdens de opname door ervoor te zorgen dat de kabels van de elektroden gemakkelijk toegankelijk zijn, en plaats de verwijderbare tafel zodat de proefpersoon er tijdens de taak zijn/haar handen op kan leggen. Leg indien nodig een handdoek onder de knieën van de proefpersoon om de zittende positie te behouden en glijd niet naar beneden.OPMERKING: Aangezien de proefpersoon tijdens de visuomotorische taak kan ontspannen en daarom een lagere positie kan aannemen dan de aanvankelijke, tilt u de stoel aan het einde van elke taaksessie voorzichtig op via het elevatiepedaal (indien aanwezig) of legt u handdoeken of dekens op de stoel zodat het hoofd van de proefpersoon de binnenkant van de helm weer raakt. Plaats indien nodig extra handdoeken of dekens achter het hoofd van de proefpersoon, niet alleen voor meer comfort, maar ook om de proefpersoon te helpen het hoofd zo recht mogelijk te houden. Visuomotorische stimulatie kan afwisselend in rugligging worden uitgevoerd om te voorkomen dat de dewar midden in een opnamesessie wordt verplaatst. Zodra de proefpersoon zich in de juiste positie bevindt, sluit u de HPI-spoelen, ECG-, EOG-, FDI- en APB-elektroden aan op het rechterpaneel van de MEG-machine, sluit u het EEG-net aan op de amplifier-eenheid in de MSR en tilt u de stoel op via het elevatiepedaal (indien aanwezig) met kleine bewegingen of leg extra handdoeken of dekens op de stoel totdat het hoofd van de proefpersoon de binnenkant van de helm lichtjes raakt (controleer de afmetingen van de coördinaten van het acquisitiewerkstation buiten de MSR). Plaats het projectiescherm, waarop de visuele prikkels worden geprojecteerd via een projectorspiegelsysteem dat buiten de MSR is geplaatst, voor het onderwerp (Figuur 1B) en leg uit welke visuomotorische taak tijdens de opname moet worden uitgevoerd. Instrueer de proefpersoon in het bijzonder om alleen met zijn/haar wijsvinger op de tafel te tikken wanneer de visuele stimulus (bijv. een afbeelding) op het scherm verschijnt, respectievelijk voor de rechter- en linkerhand. Zorg ervoor dat de proefpersoon de taak begrijpt of zich op zijn gemak voelt om deze alleen uit te voeren; Oefen indien nodig de taak meerdere keren samen met de proefpersoon om hem/haar te helpen er vertrouwd mee te raken.OPMERKING: Als een visuomotorische stimulatiesessie in rugligging wordt uitgevoerd, wordt een spiegel op afstand boven het gezicht van de proefpersoon geplaatst om de visuele prikkels van de projector te weerkaatsen. Voordat u de deur van de MSR sluit, vraagt u de proefpersoon of hij/zij zich op zijn gemak voelt om alleen in de kamer te zijn; in het geval dat hij/zij dat niet doet, blijft één persoon van het team of zijn/haar ouders binnen de MSR tijdens de opnamesessies. Stel de proefpersoon bovendien gerust dat hij/zij gedurende de hele opname op de monitor buiten de MSR zal worden geobserveerd. Voor de auditieve stimulatie gebruik je de opstelling beschreven in stap 2.14 met het projectiescherm voor de zittende proefpersoon. Help de proefpersoon om de koptelefoon (of oortelefoons) te dragen waardoor de geluidstriggers (bijv. gemoduleerde piepgeluiden) worden afgeleverd.Instrueer de proefpersoon om de stimuli (bijv. groen punt op een zwarte achtergrond) die op het scherm worden geprojecteerd te fixeren terwijl hij luistert naar de geluidstriggers. Voer indien nodig een trainingssessie uit om de proefpersoon te helpen de procedure beter te begrijpen. Voordat u de deur van de MSR sluit, herhaalt u de veiligheidsprocedures zoals eerder beschreven. Voor de somatosensorische stimulatie gebruik je de opstelling beschreven in stap 2.14. Vraag de proefpersoon welke video (of film) hij/zij wil bekijken op het projectiescherm voor hem/haar.Instrueer de proefpersoon om te ontspannen met open ogen, de geselecteerde video te bekijken, zo stil mogelijk te blijven en de tactiele prikkels te negeren die tijdens de opname aan zijn vingers worden geleverd. Leg aan de proefpersoon uit dat hij/zij voor elke hand zachte tikken op de huid zal voelen op het topje van de vingers. Als de proefpersoon zich ongemakkelijk voelt, voer dan een trainingssessie uit om hem/haar gerust te stellen.OPMERKING: Oogfixatie op een visueel doelwit is een gevestigde techniek om biologische artefacten te minimaliseren die de kwaliteit van de opname kunnen beïnvloeden en het onderwerp kunnen afleiden van de tactiele stimuli die tijdens de gegevensverzameling worden geleverd. 3. Data-acquisitie OPMERKING: De verzameling van gelijktijdige MEG- en EEG-gegevens wordt uitgevoerd in de MEG-faciliteit in het Cook Children’s Medical Center (CCMC). Meer details over het klinische gebruik van MEG bij pediatrische kinderen met epilepsie zijn elders te vinden 8,27,45. Neem MEG-signalen op met behulp van het MEG-systeem voor het hele hoofd (sensordekking: 1.220cm2) dat wordt gekenmerkt door 306 kanalen gegroepeerd in 102 identieke drievoudige sensorelementen met één magnetometer en twee orthogonale vlakke gradiometers. Stel een bemonsteringsfrequentie in van minimaal 1 kHz.NOTITIE: Magnetometers met één spoel meten het onderdeel van het magnetische veld dat loodrecht staat op het oppervlak van de MEG-helm. Planaire gradiometers bestaan uit een “achtvormige” spoelconfiguratie die wordt gekenmerkt door paren magnetometers die op een kleine afstand van elkaar zijn geplaatst en meten het verschil in het magnetische veld tussen hun locaties (d.w.z. het verschil tussen de twee lussen van “acht”), ook wel ruimtelijke gradiënt genoemd. In vergelijking met magnetometers zijn vlakke gradiometers minder gevoelig voor diepe hersenbronnen, maar robuuster in het detecteren van oppervlakkige bronnen door omgevingsruis te onderdrukken. Deze 306 kanalen worden ondergedompeld en afgekoeld in vloeibaar helium bij -296 °C (4,2 K) om supergeleiders te worden. Neem tegelijkertijd EEG-signalen op met behulp van het niet-magnetische 256-kanaals EEG-net met Ag/AgCl-elektrodesensoren die gelijkmatig over de hoofdhuid, wangen en achterkant van de nek zijn verdeeld. Stel een bemonsteringsfrequentie in van minimaal 1 kHz. Sluit de klep van de MSR om te beginnen met opnemen. Communiceer via het spraakintercomsysteem met de proefpersoon en controleer of hij/zij zich op zijn gemak voelt om alleen te zijn in de MSR. Houd het onderwerp constant op video in de gaten en voer in geval van nood onmiddellijk de MSR in.OPMERKING: In het geval dat hij/zij zich niet op zijn gemak voelt of de massieve MSR-deur hem/haar intimideert, kan één persoon van het team of zijn/haar ouders tijdens de opnamesessies in de MSR blijven, zittend op een houten stoel dicht bij het onderwerp; Zorg ervoor dat alle metalen voorwerpen zijn verwijderd voordat u de kamer betreedt. Instrueer het onderwerp voor elke opname via het spraakintercomsysteem om zijn/haar positie ~30 s stil te houden voordat u met de taak begint. Voor de visuomotorische taak communiceert u bovendien via de intercom welke wijsvinger (rechts of links) hij/zij zal gebruiken voor de eerste opnamesessie.Gedurende deze periode waarin de proefpersoon stil blijft staan, drukt u op de meetknop in het HPI-meetdialoogvenster op het MEG-data-acquisitiesysteem om het magnetische veld te meten dat wordt gegenereerd door stroom die naar de HPI-spoelen wordt gevoerd en om de meetposities van de kop te bepalen ten opzichte van de MEG-sensorarray; controleer daarom of het onderwerp goed gepositioneerd is (hoofd |z-coördinaat| ˂ 75 mm) en noteer de 3D-metingen voor elke sessie. Als er nog ruimte is tussen het hoofd van de proefpersoon en de helm, ga dan terug naar binnen in de MSR en pas de hoogte van de stoel aan via het hoogtepedaal (indien aanwezig), plaats handdoeken of dekens op de stoel, of instrueer de proefpersoon via de intercom over hoe het hoofd te verschuiven in een dichter positie bij de helm (als de proefpersoon zit), En controleer ten slotte de meetposities van de kop opnieuw. In het geval van rust-/slaapopnames, gaat u de MSR opnieuw in en brengt u het bed dichter bij de helm, waardoor de ruimtelijke kloof tussen hoofd en helm wordt verkleind. Zodra het onderwerp goed gepositioneerd is ten opzichte van de MEG-helm en klaar is om te beginnen, begint u de eerste opnamesessie (duur ~10 min) door een precieze volgorde te volgen (zie stap 3.5.1) voor nauwkeurige MEG- en EEG-synchronisatie (zie stap 3.12).OPMERKING: Om opnamen van hoge kwaliteit te garanderen, is de eerste opnamesessie van cruciaal belang om artefacten vast te leggen die in de gegevens aanwezig zijn als gevolg van bewegingen van het onderwerp of veroorzaakt door de externe omgeving. Ga indien nodig opnieuw naar binnen in de MSR om eventuele kanaalverbindingen of de positie van het onderwerp op de MEG-stoel aan te passen. Het wordt aanbevolen om aantekeningen te maken van ongebruikelijke artefacten of gebeurtenissen tijdens de opnames, die indien nodig achteraf kunnen worden bekeken.Druk op de opnameknop op de EEG-gegevensverzamelingssoftware om de EEG-opname te starten. Druk op de opnameknop op de MEG-gegevensverzamelingssoftware om de MEG-opname te starten. Druk ten slotte op de startknop van de software van de stimulatiecomputer om visuele prikkels weer te geven of auditieve prikkels af te geven.OPMERKING: De stimulatiecomputer waarop de visuele (of auditieve) stimulussoftware draait, is aangesloten op het projectorspiegelsysteem buiten de MSR, dat kan worden in- of uitgeschakeld, afhankelijk van het type opname dat wordt uitgevoerd. Tijdens rust-/slaapopnames wordt het systeem uitgeschakeld omdat de proefpersoon rust of slaapt, maar het uitvoeren van de visuele stimulussoftware op de stimulatiecomputer helpt bij het timen van elke opnamesessie. Tijdens de visuomotorische taak, evenals tijdens de auditieve en somatosensorische stimulaties, wordt het systeem ingeschakeld door de proefpersoon in staat te stellen de stimuli of een video te observeren die op het scherm wordt geprojecteerd dat voor hem/haar is geplaatst terwijl de software actief is. Voor deze studie werden in totaal (i) 107 stimuli geselecteerd (d.w.z. 85 afbeeldingen over een dambordachtergrond en 22 dambordachtergronden) met een interval van ~4 s tussen elke stimulus voor de visuomotorische taak; (ii) 200 gemoduleerde piepgeluiden met een interstimulusinterval van 3 s voor de auditieve stimulatie; en (iii) 200 tactiele stimuli voor elke vinger (d.w.z. D1, D3 en D5) volgens een semi-willekeurige sequentie met een interstimulusinterval van ~1,5 s voor de somatosensorische stimulatie. Om de opnames te stoppen, drukt u op de stopknop op de MEG-data-acquisitiesoftware en vervolgens op de stopknop op de EEG-data-acquisitiesoftware. Communiceer aan het einde van elke opnamesessie met de proefpersoon via de intercom om hem/haar gerust te stellen en als er geen kanaalverbindingen of positieaanpassingen binnen de MSR nodig zijn, ga dan verder met de volgende sessie.Selecteer voor de visuomotorische taak voor elke sessie verschillende visuele stimuli om de proefpersoon gemotiveerd en vermaakt te houden tijdens de opname. Neem voor visuomotorische of rust-/slaapgegevens in totaal ~1 uur gelijktijdige MEG- en EEG-opname op, gekenmerkt door 5-6 sessies. Het aantal sessies kan echter per onderwerp verschillen. Neem verder in totaal ~20 minuten (1-2 sessies van elk ~10 minuten) en ~14 minuten (1-2 sessies van elk ~7 minuten) gelijktijdige MEG- en EEG-opname op voor respectievelijk de auditieve en somatosensorische stimulatiegegevens.OPMERKING: In dit onderzoek worden de MEG- en EEG-gegevens aan het einde van de opnames automatisch opgeslagen als respectievelijk .fif- en .mff-formaten in het IT-opslagsysteem van CCMC. Wanneer de opname is afgelopen, voert u de MSR in om de proefpersoon te helpen opstaan uit de stoel of het bed en vraagt u hem/haar om op een stoel buiten de MSR te gaan zitten om zowel het EEG-net als de elektroden te verwijderen.Instrueer de proefpersoon om zijn/haar ogen te sluiten totdat anders wordt verteld en help hem/haar om het EEG-net te verwijderen door de kinbanden volledig los te maken en het net voorzichtig met twee handen uit te trekken (van het voorhoofd naar de achterkant van het hoofd van de proefpersoon) totdat het volledig is afgepeld. Zorg er tijdens deze stap voor dat u niet aan het haar van het onderwerp trekt tijdens het verwijderen van het net. Help de proefpersoon bovendien om de resterende elektroden (d.w.z. ECG, EOG en EMG in geval van visuomotorische taak) die eerder op zijn/haar huid zijn geplakt, voorzichtig te verwijderen. Nadat het EEG-net en de elektroden zijn verwijderd, informeert u de proefpersoon (en zijn/haar ouders) dat alle procedures eindelijk zijn voltooid. Nadat de proefpersoon de kamer heeft verlaten, maakt u de optische scanner (zoals beschreven in de gebruikershandleiding) zorgvuldig schoon en bewaart u deze in de beschermhoes.Reinig en desinfecteer de oppervlakken van alle apparatuur die tijdens de opnames wordt gebruikt (bijv. stoelen, bedden, bureaus) met door het ziekenhuis goedgekeurde waterstofperoxidedoekjes of desinfecterende spray en papieren handdoeken, doe de gebruikte dekens en handdoeken in de door het ziekenhuis verstrekte container en gooi al het gebruikte stuk tape weg. Bewaar de meetinstrumenten in de opbergkast en reinig de binnenkant van de elektrodebekers gevuld met geleidende pasta met houten wattenstaafjes onder stromend kraanwater. Om het EEG-net te spoelen, vult u de plastic emmer in de gootsteen met schoon, warm kraanwater en herhaalt u de volgende stappen in totaal vier keer.Dompel het EEG-net onder in het water en schud het EEG-net voorzichtig gedurende 10-20 s (of dompel het ~25 keer in en buiten de emmer). Giet het water uit de emmer af en vul de emmer opnieuw met schoon en warm kraanwater. Om het EEG-net te desinfecteren, vult u de plastic emmer in de gootsteen met de desinfecterende oplossing bestaande uit 2 qt lauw kraanwater en 1 el desinfectiemiddel en laat u het EEG-net er 10 minuten in weken. Spoel de emmer met de desinfecterende oplossing en volg het spoel- en afvoerproces drie keer om eventuele resten van de oplossing uit het EEG-net te verwijderen. Voor het spoel- of desinfectieproces haalt u het ondergedompelde EEG-net uit de emmer, droogt u het af door het overtollige water te verwijderen met behulp van een schone, droge handdoek en bewaart u het door het dicht bij de gootsteen te hangen. Om interne en externe magnetische interferenties en meet-/bewegingsartefacten uit de MEG-gegevens te onderdrukken, past u de tijdelijke uitbreiding van de signaalruimtescheiding (tSSS)-methode toe op het MEG-.fif-bestand met onbewerkte gegevens.OPMERKING: De spatiotemporele Maxwell-filtering (tSSS) is ideaal voor het onderdrukken van storingsbronnen die zich binnen of zeer dicht bij de MEG-sensorarray bevinden, namelijk interne interferentie. Bij het uitvoeren van gelijktijdige MEG- en EEG-opnames, lijnt u de coördinatensystemen van de twee acquisitieapparaten ruimtelijk uit ten opzichte van de anatomische oriëntatiepunten op het hoofd van de proefpersoon (Figuur 2A) en corrigeert u de lineaire klokafwijking tussen signalen die optreedt als gevolg van de mogelijke verschillende bemonsteringsfrequenties (Figuur 2B).OPMERKING: Tijdens de opnames kunnen zowel MEG- als EEG-signalen ook worden beïnvloed door langzame verschuivingen in de loop van de tijd als gevolg van mogelijke vertragingen bij het indrukken van de Start- en End-knoppen en door een interne klokafwijking die optreedt wanneer de triggers naar de MEG- en EEG-data-acquisitiesoftware worden verzonden. Om een nauwkeurige synchronisatie tussen deze signalen te garanderen, is een interne code in Python ontwikkeld die de triggergebeurtenissen die tijdens de data-acquisitie op beide systemen worden verzonden, gebruikt als gemeenschappelijk triggersignaal. De code bevat drie functies die beschikbaar zijn in de MNE-Python-softwarebibliotheek: twee functies die de MEG- en EEG-signalen lezen en één functie die informatie over de triggergebeurtenissen uit de signalen haalt, zoals kanaalnamen en tijdstempels (d.w.z. datum en tijd van het optreden van de gebeurtenis). Verschillen in tijd tussen het optreden van triggergebeurtenissen in elk signaal (d.w.z. delta) bepalen de lineaire klokafwijking in de tijd (Figuur 2B). Een gedetailleerde beschrijving van de ontwikkelde code wordt gegeven in de volgende stappen (zie 3.12.1-3.12.4).Gebruik het verschil tussen de eerste triggergebeurtenis die zich voordoet op elk signaal als offsetwaarde (d.w.z. het gedeelte dat moet worden bijgesneden van een van de twee signalen) om de opnamen uit te lijnen.OPMERKING: De functies mne.io.read_raw_fif en mne.io.read_raw_egi zetten de MEG- en EEG-opnamen om in een 2D-array-indeling, terwijl de mne.find_events-functie gebeurtenisinformatie uit de onbewerkte signalen haalt. Zodra deze eerste triggers zijn uitgelijnd, berekent u de correlatiecoëfficiënt van Pearson om de mate van correlatie tussen de signalen te beoordelen; P-waarden < 1 x 10-6 worden aanbevolen om een perfecte uitlijning te garanderen.OPMERKING: De pearsorg-functie uit de scipy-bibliotheek schat de Pearson’s correlatiecoëfficiënt tussen MEG- en EEG-signalen en de p-waarde van deze correlatie. Om deze correlatienauwkeurigheid te valideren, schat u de driftsnelheid tussen de twee signalen door een eerstegraads polynoom fit uit te voeren en gebruikt u de resulterende mate van ongelijkheid vertegenwoordigd door de coëfficiënt van de polynomiale functie om de signalen op de x-as van de polynomiale fitting opnieuw te bemonsteren (Figuur 2B).OPMERKING: De polyfit-functie uit de numpy-bibliotheek past de MEG- en EEG-signalen binnen een polynoomfunctie; Deze functie retourneert een coëfficiënt die de mate van ongelijkheid tussen de twee signalen weergeeft. De mne.resample-functie hersamplet de MEG- en EEG-signalen volgens de coëfficiënt van de polynoomfunctie. Nadat de resampling is voltooid, vergelijkt u de tijdstempels van de laatste triggergebeurtenis die zich op elk signaal voordoet en verwijdert u de tijdvensters die niet gebruikelijk zijn in zowel MEG- als EEG-signalen. Voeg ten slotte de gesynchroniseerde MEG- en EEG-signalen samen om een enkele opname te maken die wordt gekenmerkt door zowel MEG- als EEG-sensoren die kunnen worden gebruikt voor verdere analyse.OPMERKING: De mne.add_channels-functie voegt de twee signalen samen om één opname te maken. Gebruik aan het einde van elke opname van ~1,5 uur in totaal 5-6 (elk ~10 minuten), 1-2 (elk ~10 minuten) en 1-2 (elk ~7 minuten) sessies gesynchroniseerde MEG- en EEG-opnames, respectievelijk voor de visuomotorische (en rustende/slapende), auditieve en somatosensorische stimulatiegegevens, voor de gegevensanalyse.OPMERKING: Idealiter moet de proefpersoon met de rechtermuisknop tikken voor drie visuomotorische opnamen en met de linkervinger tikken voor de overige drie visuomotorische opnamen. 4. Gegevensanalyse In kaart brengen van de irriterende zoneGenereer de 3D-corticale oppervlakken van de MRI van de proefpersoon met behulp van het corticale reconstructieproces van FreeSurfer, een open-source neuroimaging-tool voor het verwerken, analyseren en visualiseren van MR-beelden van het menselijk brein46. Importeer de gereconstrueerde anatomie op Brainstorm, een open-source toepassing van MATLAB gewijd aan MEG- en EEG-gegevensvisualisatie en -verwerking47, om de resultaten van de corticale reconstructie te visualiseren. Stel vanuit Brainstorm de fiduciale punten in (d.w.z. nasion, links/rechts preauriculair, anterieure/posterieure commissuur en interhemisferisch) op de geïmporteerde MRI die het coördinatensysteem van het onderwerp definiëren. Importeer het gelijktijdige MEG- en HD-EEG-signaal op Brainstorm en registreer de MEG- en EEG-sensoren op de MRI met behulp van het MRI-registratieproces om hun uitlijning aan te passen aan de gedigitaliseerde fiduciale punten. Projecteer indien nodig de EEG-sensoren op het corticale oppervlak. Open de gelijktijdige MEG- en HD-EEG-opname en inspecteer de onbewerkte gegevens visueel om slechte kanalen te verwijderen. Pas daarnaast de SSP-techniek (Signal-Space Projection) voor het corrigeren van artefacten toe die beschikbaar is in Brainstorm om biologische artefacten (bijv. hartslagen, oogflitsen) uit de opnamen te verwijderen. Pas notch- (50 of 60 Hz, afhankelijk van de interferentie van het elektriciteitsnet) en banddoorlaatfilters (1-70 Hz) toe op de gelijktijdige MEG- en HD-EEG-gegevens. Selecteer delen van gegevens die interictale activiteit bevatten die wordt gekenmerkt door frequente IED’s, zoals pieken en scherpe golven, en met minimale bewegingsartefacten (indien mogelijk).OPMERKING: IED’s zijn voorbijgaande golfvormen die worden gekenmerkt door een temporele evolutie van 50 μV en een scherpe vorm die duidelijk kan worden onderscheiden van de achtergrondactiviteit in de frequentieband 1-70 Hz48. Figuur 3A geeft een voorbeeld weer van delen van de gelijktijdige MEG- en HD-EEG-signalen met frequente IED’s die op beide opnames zichtbaar zijn. Markeer met de standaardweergave-instelling van 10 s per pagina de negatieve piek van elke IED die optreedt op zowel MEG- als EEG-opnamen (Figuur 3A), evenals op elke modaliteit afzonderlijk. Voordat u elke IED markeert, controleert u het topografische veld en de potentiaalkaarten voor respectievelijk de MEG en het EEG.OPMERKING: Spanningsverdelingen van extra tijdstippen tijdens de stijgende fase van elke IED, in plaats van de piek, moeten ook worden gecontroleerd om rekening te houden met mogelijke zich voortplantende epileptische activiteit49. Meer informatie over het markeren van gebeurtenissen met interictale pieken met behulp van Brainstorm vindt u elders (https://neuroimage.usc.edu/brainstorm/Tutorials/Epilepsy). Bereken een realistisch hoofdmodel, gedefinieerd als een drielaags (d.w.z. hoofdhuid, binnenste schedel en buitenste schedel) geometrisch model (Figuur 3B), met behulp van de OpenMEEG BEM-software (symmetrische grenselementmethode) die beschikbaar is in Brainstorm. Gebruik het MRI-volume als bronruimte (bronpuntraster met een ruimtelijke resolutie van 5 mm).OPMERKING: De OpenMEEG BEM-software maakt gebruik van de symmetrische grenselementmethode om een realistisch voorwaarts model te berekenen dat wordt gekenmerkt door de hoofdhuid (d.w.z. lucht-hoofdhuidinterface), de buitenste schedel (d.w.z. de hoofdhuid-schedel-interface) en de binnenste schedel (schedel-herseninterface). Als alternatieve oplossing kan de eindige-elementenmethode (FEM) worden gebruikt om het voorwaartse probleem op te lossen, omdat het een realistische onderwerpspecifieke weergave van de hoofdvolumegeleider mogelijk maakt. Uit de literatuur worden vaak de geleidbaarheidswaarden van het hoofdweefsel verondersteld en deze kunnen variëren afhankelijk van de leeftijd van de proefpersoon:50 jaar. Om het voorwaartse model op te lossen met behulp van de FEM, berekent u het realistische hoofdmodel, gedefinieerd als een geometrisch model met drie tot vijf lagen (d.w.z. witte stof, grijze stof, hersenvocht, schedel en huid), met behulp van de DUNEuro FEM-software die beschikbaar is in Brainstorm 47,50,51. Meer details over de schatting van het voorwaartse model met behulp van FEM zijn elders te vinden (https://neuroimage.usc.edu/brainstorm/Tutorials/Duneuro). Lokaliseer de onderliggende generatoren van de geselecteerde interictale pieken met behulp van de onbeperkte ECD-methode op de MEG-, EEG- en gecombineerde MEG- en EEG-sensorarray afzonderlijk. Om deze dipoolbronnen te lokaliseren, berekent u de ruiscovariantie van de MEG-opnamen in de lege kamer of stelt u deze in als een identiteitsmatrix.OPMERKING: Overweeg om bronlokalisatie uit te voeren op gemiddelde IED’s met vergelijkbare spanningsverdelingen als een alternatieve benadering in het geval dat de SNR van IED’s laag is12. Voer de dipoolscanmethode uit die beschikbaar is in Brainstorm op de piek van elke IED die eerder is gemarkeerd om de meest significante brondipolen over het hele hersenvolume te selecteren. Selecteer alleen brondipolen met een goede pasvorm >60% en schat hun clusterheid die voor elke dipool is gedefinieerd als het aantal dipolen dat zich op 15 mm van het midden bevindt (Figuur 3C).OPMERKING: Meer details over de ECD-clusterheid zijn elders te vinden52. In kaart brengen van de SOZGenereer de 3D corticale oppervlakken van de MRI van de proefpersoon met behulp van het corticale reconstructieproces van FreeSurfer46. Importeer de gereconstrueerde anatomie op Brainstorm47 om de resultaten van de corticale reconstructie te visualiseren. Stel de fiduciale punten in op de geïmporteerde MRI die het onderwerpcoördinatensysteem definiëren. Importeer het gelijktijdige MEG- en HD-EEG-signaal (met de ictale gebeurtenis) op Brainstorm en registreer de MEG- en EEG-sensoren op de MRI met behulp van het MRI-registratieproces om hun uitlijning aan te passen aan de gedigitaliseerde fiduciale punten. Projecteer indien nodig de EEG-sensoren op het corticale oppervlak.OPMERKING: Als de proefpersoon tijdens de opnames een aanval kreeg, bekijk dan de aantekeningen die tijdens de opname zijn gemaakt om te beoordelen in welke sessie de ictale gebeurtenis is opgenomen. Open de gelijktijdige MEG- en HD-EEG-opname en inspecteer de onbewerkte gegevens visueel om slechte kanalen te verwijderen. Pas de SSP-artefactcorrectietechniek toe die beschikbaar is in Brainstorm47 om biologische artefacten (bijv. hartslagen, oogknipperingen) uit de opname te verwijderen. Pas notch- (50 of 60 Hz, afhankelijk van de interferentie van het elektriciteitsnet) en banddoorlaatfilters (1-70 Hz) toe op de gelijktijdige MEG- en HD-EEG-gegevens. Identificeer volgens de opnamenotities het begin van de aanval en het einde ervan (indien opgemerkt) en markeer deze gebeurtenissen op het signaal om het juiste deel van de gegevens te identificeren dat ictale epileptiforme ontladingen bevat. Voorbeelden van het begin van een aanval worden weergegeven in figuur 4 voor respectievelijk MEG en HD-EEG.OPMERKING: Wanneer een proefpersoon een aanval krijgt tijdens de MEG-acquisitie, is medisch personeel nodig om de proefpersoon onmiddellijk te helpen en spoedeisende zorg te verlenen. De duur van die gegevensgedeelten met ictale gebeurtenissen kan dus kort zijn. Markeer met behulp van de standaardweergave-instelling van 10 s per pagina de negatieve piek van elke uitbarsting van epileptiforme ontladingen (bijv. repetitieve pieken, scherpe golven of spike-golfcomplexen) die optreedt tijdens de ictale gebeurtenis op MEG en EEG, evenals op elke modaliteit afzonderlijk. Controleer vóór elke piekmarkering het topografische veld en de potentiaalkaarten voor respectievelijk de MEG en het EEG (Figuur 4A).OPMERKING: Aanvallen worden geclassificeerd als gegeneraliseerd of focaal, afhankelijk van waar ze beginnen. Hoewel afhankelijk van het epilepsiesyndroom, is een aanval een fenomeen van ten minste 10 s dat wordt gekenmerkt door repetitieve elektrische ontladingen die kunnen variëren in frequentie, amplitude en morfologie. Bereken het drielaagse (d.w.z. hoofdhuid, binnenste schedel en buitenste schedel) realistische hoofdmodel voor de MEG- en EEG-sensoren met behulp van de OpenMEEG BEM-software die beschikbaar is in Brainstorm. Gebruik het MRI-volume als bronruimte (bronpuntraster met een ruimtelijke resolutie van 5 mm).OPMERKING: Om het voorwaartse model op te lossen met behulp van de FEM, berekent u het realistische hoofdmodel, gedefinieerd als een geometrisch model met drie tot vijf lagen (d.w.z. witte stof, grijze stof, hersenvocht, schedel en huid), met behulp van de DUNEuro FEM-software die beschikbaar is in Brainstorm 47,50,51. Meer details over de schatting van het voorwaartse model met behulp van FEM zijn elders te vinden (https://neuroimage.usc.edu/brainstorm/Tutorials/Duneuro). Lokaliseer de onderliggende generatoren van de geselecteerde ictale ontladingen met behulp van de onbeperkte ECD-methode op de MEG-, EEG- en gecombineerde MEG- en EEG-sensorarray afzonderlijk. Om deze dipoolbronnen te lokaliseren, berekent u de ruiscovariantie van de MEG-opnamen in de lege kamer of stelt u deze in als een identiteitsmatrix. Voer de dipoolscanmethode uit die beschikbaar is in Brainstorm op de piek van elke ictale golfvorm die eerder is gemarkeerd om de meest significante brondipolen over het gehele hersenvolume te selecteren. Selecteer alleen brondipolen met een goede pasvorm >60% en schat hun clusterheid (afstand van dipolen tot het midden van elke dipool ingesteld op 15 mm)52. In kaart brengen van de welsprekende cortexVoer de eerder beschreven stappen 4.2.1-4.2.3 uit met behulp van de signalen die zijn geregistreerd tijdens de visuomotorische taak, evenals tijdens de auditieve en somatosensorische stimulaties. Open de gelijktijdige MEG- en HD-EEG-opnamen en inspecteer de onbewerkte gegevens visueel om slechte kanalen te verwijderen. Pas voor elke sessie afzonderlijk de SSP-artefactcorrectietechniek toe die beschikbaar is in Brainstorm47 om biologische artefacten (bijv. hartslagen, oogknipperingen) uit de opnamen te verwijderen. Bovendien kunt u al die gegevenssegmenten die zijn geïnfecteerd met artefacten die niet kunnen worden gebruikt voor verdere analyse, weggooien of markeren als ‘Ongeldig interval’. Pas notch- (50 of 60 Hz, afhankelijk van de interferentie van het elektriciteitsnet) en banddoorlaatfilters (1-100 Hz) toe op de gelijktijdige MEG- en HD-EEG-gegevens. Om de motorische cortex in kaart te brengen, opent u de EMG-signalen die zijn opgenomen van de FDI- en APB-elektroden en markeert u handmatig de tikgebeurtenis die door de proefpersoon wordt uitgevoerd, afzonderlijk voor de rechter- en linkerhand, door de eerste piek van spieractivering te selecteren die verschilt van de basislijn op de FDI-paarelektrode. Voer deze stap voor elke sessie afzonderlijk uit met behulp van Brainstorm47.OPMERKING: Gebruik het tabblad Filter alleen voor visualisatie bij Brainstorm en selecteer frequentiebereiken (bijv. hoogdoorlaat: 30 Hz; laagdoorlaat: 300 Hz; inkeping: 60 Hz) die kunnen helpen om de pieken van de EMG-activiteit correct te markeren tijdens het tikken. De naam van de evenementen moet in alle sessies hetzelfde zijn; Gebeurtenissen waarbij de proefpersoon met de rechtermuisknop (of linkervinger) tikte, kunnen bijvoorbeeld worden aangeduid als ‘Tap_right’ (of ‘Tap_left’). Deze stap stelt ons in staat om een unieke analyse uit te voeren op hetzelfde type gebeurtenis dat zich in alle sessies heeft voorgedaan. Importeer van elke sessie de gebeurtenissen die plaatsvinden op artefactvrije segmenten door de volgende parameters te selecteren: visuele stimuli: [-200; +500] ms tijdvenster, inclusief de basislijn van [-200; 0] ms vóór het begin van de stimulus; Tikgebeurtenissen: [-1500; +1000] ms tijdvenster, inclusief de basislijn van [-1500; -1000] ms vóór het begin van de visuele stimulus; Gemoduleerde CHIRP-geluiden: [-500; +1000] ms tijdvenster, inclusief de basislijn van [-500; 0] ms vóór het begin van de stimulus; en tactiele stimuli: [-100; +500] ms tijdvenster, inclusief de basislijn van [-100; 0] ms vóór het begin van de stimulus. Zodra de gebeurtenissen van een specifieke taak uit alle sessies zijn geïmporteerd, past u de gemiddelde referentiemontage toe om de SNR op de EEG-gegevens te verhogen en schat u het gemiddelde over stimuli om de door de gebeurtenis opgeroepen velden en potentialen te verkrijgen. In het geval van motorische taken (d.w.z. tikken) en tactiele stimulatie wordt deze laatste stap respectievelijk voor de rechter- en linkerhand uitgevoerd.OPMERKING: Panelen A en B van Figuur 5, Figuur 6, Figuur 7 en Figuur 8 tonen voorbeelden van visuele, motorische, auditieve en somatosensorisch opgewekte reacties, respectievelijk, voor MEG en EEG en hun relatieve topografische veld en potentiaalkaarten. Het totale aantal stimuli voor een specifieke taak is strikt afhankelijk van het aantal voltooide sessies; In het geval van motorische taak is dit aantal ook afhankelijk van de correct uitgevoerde taptaak. Bereken voor de visuele, motorische, auditieve of somatosensorisch opgewekte velden en potentialen het drielaagse (d.w.z. hoofdhuid, binnenschedel en buitenste schedel) realistische hoofdmodel voor de MEG- en EEG-sensoren met behulp van de OpenMEEG BEM-software die beschikbaar is in Brainstorm. Gebruik het 3D-corticale oppervlak als bronruimte.OPMERKING: Om het voorwaartse model op te lossen met behulp van de FEM, berekent u het realistische hoofdmodel, gedefinieerd als een geometrisch model met drie tot vijf lagen (d.w.z. witte stof, grijze stof, hersenvocht, schedel en huid), met behulp van de DUNEuro FEM-software die beschikbaar is in Brainstorm 47,50,51. Meer details over de schatting van het voorwaartse model met behulp van FEM zijn elders te vinden (https://neuroimage.usc.edu/brainstorm/Tutorials/Duneuro). Bereken voor elk veld en potentieel dat door een gebeurtenis wordt opgeroepen, de corticale bronnen op de gemiddelde gebeurtenissen met behulp van dSPM die is geïmplementeerd in de Brainstorm-toolbox voor de MEG-, EEG- en gecombineerde MEG- en EEG-sensorarray afzonderlijk. Stel de ruiscovariantiematrix in met behulp van de pre-stimulus basislijnperiode die specifiek is voor elke taak (zie stap 4.3.5). Extraheer, afhankelijk van de taak, de maximale corticale bronnen die zijn waargenomen in het welsprekende hersengebied dat betrokken is [primaire visuele cortex (V1), primaire motorische cortex (M1), primaire auditieve cortex (A1) of primaire somatosensorische cortex (S1)] die kunnen worden gedefinieerd met behulp van een atlas of door de reconstructie van een virtuele sensor (d.w.z. interessegebied, ROI) op die locatie (Figuur 5C, Figuur 6C, Figuur 7C en Figuur 8C). Voer de Morlet-wavelet-tijdfrequentie-decompositie uit op het door de gebeurtenis opgeroepen veld en mogelijke bronnen in het welsprekende hersengebied dat betrokken is (V1, M1, A1 of S1) met een lineaire schaal (frequentiebereik: 1:1:100 Hz).OPMERKING: Om opgewekte oscillaties te schatten die tijd- en fasegebonden zijn aan het begin van de stimulus, wordt het MEG/EEG-signaal in eerste instantie gemiddeld over gebeurtenissen en wordt het vervolgens onderworpen aan tijd-frequentieanalyse53,54. Voer standaardisatie uit van de corticale bronkaarten met behulp van de gebeurtenisgerelateerde verstoringsmethode die beschikbaar is in Brainstorm om ze te normaliseren ten opzichte van de basislijn (zie stap 4.3.5), afzonderlijk voor elke gebeurtenis (Figuur 5D, Figuur 6D, Figuur 7D en Figuur 8D).OPMERKING: Standaardisatie van bronkaarten met behulp van gebeurtenisgerelateerde verstoringen is een normalisatiemaat voor tijd-frequentievermogenskaarten die de afwijking van het gemiddelde ten opzichte van de basislijn in procenten schat. Meer details over dit standaardisatieproces zijn elders te vinden (https://neuroimage.usc.edu/brainstorm/Tutorials/TimeFrequency#Normalized_time-frequency_maps). ValideringVerkrijg extra-operatieve iEEG-registratie door de implantatie van subdurale roosters en/of diepte-elektroden. Het aantal, het type en de plaatsing van intracraniële elektroden worden bepaald door het multidisciplinaire epilepsieteam op basis van de klinische hypothese die is gegenereerd door de optelling van informatie die is verkregen uit de niet-invasieve diagnostische tests van de preoperatieve evaluatie.OPMERKING: Als onderdeel van de preoperatieve evaluatie wordt extra-operatieve iEEG gedurende meerdere dagen geregistreerd via een digitaal EEG-systeem met behulp van een bemonsteringsfrequentie van 1.024 Hz. Identificeer de SOZ zoals gedefinieerd door een deskundige epileptoloog op basis van de klinische informatie die beschikbaar is voor elke proefpersoon.OPMERKING: De SOZ wordt gedefinieerd als het hersengebied dat de eerste ondubbelzinnige ictale elektrografische ontlading vertoont, die verschilt van de achtergrondactiviteit die kan optreden voorafgaand aan of gelijktijdig met het klinisch gedefinieerde ictale begin. Alle kanalen die betrokken zijn bij deze ictale elektrografische ontlading worden beschouwd als SOZ-contacten, zelfs als ze aanvallen vastleggen die afkomstig zijn van verschillende hersengebieden. Markeer tijdens de ictale gebeurtenis die op iEEG wordt geregistreerd de piek van elke uitbarsting van epileptiforme ontladingen die optreedt bij elke intracraniële elektrode en voer bronlokalisatie uit op deze ictale gebeurtenissen met behulp van de ECD-methode zoals eerder beschreven in stappen 4.1.7-4.1.10. Vergelijk de iEEG-lokalisatieresultaten met betrekking tot de klinisch gedefinieerde SOZ als de gouden standaard voor de bronlokalisatieresultaten.