यह लेख आसानी से उपलब्ध चिकित्सा उत्पादों का उपयोग करके एक साथ ईईजी और कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के दौरान अच्छी गुणवत्ता वाले इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी (ईईजी) डेटा प्राप्त करने के लिए एक सीधा प्रोटोकॉल प्रदान करता है।
एक साथ इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी (ईईजी) और कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफएमआरआई), ईईजी-एफएमआरआई, रक्त-ऑक्सीजन-स्तर-निर्भर (बोल्ड) परिवर्तन के रूप में जाना जाने वाला हेमोडायनामिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से, एक इलेक्ट्रोग्राफिक घटना के दौरान न्यूरोनल गतिविधि को मापने के लिए खोपड़ी ईईजी (अच्छा अस्थायी संकल्प) और एफएमआरआई (अच्छा स्थानिक संकल्प) के पूरक गुणों को जोड़ती है। यह एक गैर-इनवेसिव अनुसंधान उपकरण है जिसका उपयोग तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान में किया जाता है और यह नैदानिक समुदाय के लिए अत्यधिक फायदेमंद है, विशेष रूप से न्यूरोलॉजिकल रोगों के प्रबंधन के लिए, बशर्ते कि डेटा अधिग्रहण के दौरान उचित उपकरण और प्रोटोकॉल प्रशासित हों। हालांकि ईईजी-एफएमआरआई रिकॉर्ड करना स्पष्ट रूप से सरल है, विशेष रूप से इलेक्ट्रोड को रखने और सुरक्षित करने में सही तैयारी, न केवल सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि प्राप्त ईईजी डेटा की विश्वसनीयता और विश्लेषण सुनिश्चित करने में भी महत्वपूर्ण है। यह भी तैयारी का सबसे अनुभव की मांग हिस्सा है । इन मुद्दों को हल करने के लिए, एक सीधा प्रोटोकॉल जो यह सुनिश्चित करता है कि डेटा की गुणवत्ता विकसित की गई थी। यह लेख ईईजी-एफएमआरआई के दौरान विश्वसनीय ईईजी डेटा प्राप्त करने के लिए एक कदम-दर-चरण गाइड प्रदान करता है जो आसानी से उपलब्ध चिकित्सा उत्पादों का उपयोग करता है। प्रस्तुत प्रोटोकॉल अनुसंधान और नैदानिक सेटिंग्स में ईईजी-एफएमआरआई के विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, और अनुभवहीन और विशेषज्ञ ऑपरेटरों दोनों के लिए फायदेमंद हो सकता है।
कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफएमआरआई) एक विद्युतोग्राफिक घटना के दौरान रक्त-ऑक्सीजन-स्तर पर निर्भर (बोल्ड) परिवर्तनों को मापकर हीमोडायनामिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से न्यूरोनल गतिविधि का एक उपाय प्रदान करता है। एक साथ इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी (ईईजी) और एफएमआरआई (ईईजी-एफएमआरआई) एक गैर-आक्रामक अनुसंधान उपकरण है जो खोपड़ी ईईजी (अच्छा लौकिक संकल्प) और एफएमआरआई (अच्छा स्थानिक संकल्प) के सहसीर गुणों को जोड़ती है, जिससे ईईजी में पता लगाने योग्य विद्युतीकरण घटनाओं की पीढ़ी के लिए जिम्मेदार साइट का बेहतर स्थानीयकरण होता है। इसे 1990 के दशक में मिर्गी केक्षेत्रमें उपयोग के लिए विकसित किया गया थाऔरबाद में इसका उपयोग 2000 के दशक3,4के बाद से न्यूरोसाइंस अनुसंधान में किया गया है । ईईजी 3 ,6 , 7 ,8,9,10पर एमआरआई-प्रेरित कलाकृतियों को हटाने के लिए तकनीकों की सुरक्षा5और निरंतर विकास के बारे में ज्ञान में वृद्धि के साथ, यह वर्तमान में एक उपकरण है जिसका व्यापक रूप से तंत्रिका विज्ञान और नैदानिक अनुसंधान11दोनों में उपयोग किया जाता है।
ईईजी-एफएमआरआई को अनुसंधान प्रश्न के आधार पर या तो आराम से या किसी कार्य के दौरान अधिग्रहीत किया जाता है। सामान्य तौर पर, राज्य अधिग्रहण आराम से ईईजी सुविधा (जैसे, तरंग, लय, आवृत्तियों, शक्ति) के उत्पादन में शामिल संरचनाओं की पहचान की अनुमति देता है और चर सहज मस्तिष्क गतिविधियों को समझने में मदद करता है11। कई तंत्रिका विज्ञान अध्ययन और अधिकांश नैदानिक अध्ययन, विशेष रूप से मिर्गी12पर, बाकी11में ईईजी-एफएमआरआई प्राप्त करते हैं। कार्य-आधारित अधिग्रहण मस्तिष्क क्षेत्रों की पहचान और मस्तिष्क विद्युत गतिविधियों को किसी विशिष्ट कार्य से संबंधित या संबंधित करने की अनुमति देता है और कार्य से जुड़े विद्युत गतिविधियों और मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच लिंक स्थापित करने में मदद करता है। कार्य आधारित अधिग्रहण मुख्य रूप से तंत्रिका विज्ञान अध्ययन11 और कुछ नैदानिक अध्ययन13में उपयोग किया जाता है । अधिकांश कार्य-आधारित ईईजी-एफएमआरआई अधिग्रहण इवेंट से संबंधित डिज़ाइन का उपयोग करते हैं। ईईजी और एफएमआरआई डेटा को एकीकृत करने के लिए उपयोग की जाने वाली मॉडलिंग के प्रकार यह निर्धारित करते हैं कि कार्य14को डिजाइन करने में दक्षता या पहचान शक्ति को अधिकतम किया जाना चाहिए या नहीं । कृपया कार्य डिजाइन पर विवरण के लिए मेनन एट अल14 और लियू एट अल15,16 द्वारा अध्ययन देखें ।
हालांकि ईईजी-एफएमआरआई के दौरान डेटा अधिग्रहण सीधा दिखाई दे सकता है, तैयारी अनुभव की मांग है। डेटा अधिग्रहण के लिए उचित तैयारी का मार्गदर्शन करने के लिए एक प्रोटोकॉल सुरक्षा और उपज (यानी, विश्लेषण योग्य और विश्वसनीय डेटा) दोनों को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। एमआरआई-प्रेरित ईईजी कलाकृतियों को हटाने के लिए विभिन्न तकनीकों के अस्तित्व के बावजूद, ईईजी में असंगत कलाकृतियों, विशेष रूप से तारों और विषयों के सकल आंदोलनों के मशीनरी-प्रेरित कंपन से संबंधित, अभी भी पूरी तरह से हटाना मुश्किल है; इसलिए, डेटा अधिग्रहण के दौरान इन कलाकृतियों को कम करने की आवश्यकता है।
यह लेख एक सीधा प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है जो आसानी से उपलब्ध एमआरआई-संगत चिकित्सा उत्पादों का उपयोग करता है। प्रोटोकॉल महत्वपूर्ण कदम प्रदान करता है जो डेटा की गुणवत्ता सुनिश्चित करते हैं, विशेष रूप से ईईजी डेटा की गुणवत्ता, जो ईईजी-एफएमआरआई अध्ययन की सफलता के लिए महत्वपूर्ण है। यह प्रोटोकॉल मॉन्ट्रियल न्यूरोलॉजिकल इंस्टीट्यूट12, 17 में ईईजी-एफएमआरआई अनुसंधान टीम के 20 साल के अनुभव के आधार पर विकसित किया गया था और ओसाका विश्वविद्यालय में उपयोग के लिए आगे संशोधित किया गया था, जो अनुभवहीन और विशेषज्ञ ऑपरेटरों दोनों को लाभ पहुंचाता है।
इस प्रोटोकॉल ने अच्छी गुणवत्ता वाले डेटा के सुरक्षित एक साथ ईईजी-एफएमआरआई अधिग्रहण के लिए महत्वपूर्ण बिंदुओं पर प्रकाश डाला।
ईईजी पर कलाकृतियों को हटाने के साथ-साथ समस्या निवारण तकनीकों के परिणामस्वरूप कुछ सामान्य त्रुटियां इस प्रकार हैं। सबसे पहले, उन विषयों को चुनना जो आज्ञाकारी और सहकारी हैं और डेटा अधिग्रहण के दौरान उनकी सुविधा सुनिश्चित करना विषय आंदोलनों (चरण 2.1 और 5.4) के कारण समय से पहले समाप्ति को रोक सकता है। दूसरा, 20 kΩ से नीचे नहीं गिरने में बाधा खोपड़ी के दोहराया घर्षण के बाद (चरण 2.9) उपयोग के बाद अपर्याप्त ब्रशिंग के कारण सबसे अधिक संभावना है। कैप धोते समय ईईजी इलेक्ट्रोड के प्रत्येक उद्घाटन को अच्छी तरह से ब्रश करना इस समस्या को रोकता है। तीसरा, हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर की अनुचित सेटिंग्स के परिणामस्वरूप ईईजी संकेतों का संतृप्ति हो सकता है जो बाद में ऑफ़लाइन ईईजी प्रसंस्करण के दौरान विरूपण साक्ष्य हटाने में बाधा डालते हैं। अंत में, संतृप्त ईईजी संकेतों की रिकॉर्डिंग को रोकने के लिए, डेटा अधिग्रहण से पहले एमआर स्कैनर में विषय रखने के बाद 20 kΩ नीचे प्रत्येक इलेक्ट्रोड की बाधा बनाए रखें; ईईजी कैप (जिसका अर्थ है विषय का सिर), केबल और तारों को स्थिर करके यांत्रिक कंपन को पर्याप्त रूप से कम करते हैं; रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर के साथ कच्चे ईईजी सिग्नल की ऑनलाइन निगरानी करें और सुनिश्चित करें कि नमूना दर और आयाम संकल्प सही ढंग से स्थापित किए गए हैं।
ईईजी और एफएमआरआई का एक साथ अधिग्रहण तेजी से बदलते चुंबकीय क्षेत्र5में इस विषय से जुड़े विद्युत तारों की उपस्थिति के कारण आरएफ-प्रेरित हीटिंग और रेडिएंट-प्रेरित धाराओं को स्विच करने से संबंधित महत्वपूर्ण सुरक्षा मुद्दों को उठाता है। इन सुरक्षा मुद्दों को काफी हद तक अनुसंधान निष्कर्षों के बाद वर्षों में कम किया गया है कि इस पहलू के ज्ञान में वृद्धि हुई है और एमआरआई संगत ईईजी उपकरणों की प्रौद्योगिकी में बड़े सुधार के लिए नेतृत्व किया । फिर भी, पर्याप्त ज्ञान के बिना लापरवाह तैयारी या सुरक्षा सावधानियों नहीं लेने से विषयों को खतरे में रखा जाता है । उदाहरण के लिए, सर्किट के भीतर कहीं भी बनाने वाले लूप वर्तमान और संभावित गर्मी की चोट को प्रेरित करते हैं। उच्च बाधा पर इलेक्ट्रोड के साथ अधिग्रहण न केवल ईईजी डेटा गुणवत्ता में बाधा डालता है बल्कि इस विषय (उच्च वर्तमान घनत्व के कारण थर्मल चोट) के लिए एक संभावित खतरा भी बन गया है। यही खतरा टूटे इलेक्ट्रोड पर भी लागू होता है। एमआर बोर की दीवार के करीब निकटता में रखे गए केबल, दूसरे शब्दों में, केंद्र से दूर, इस विषय के लिए एक संभावित हीटिंग खतरा भी पैदा करते हैं (एंटीना प्रभाव के कारण हीटिंग)25। यह प्रोटोकॉल निम्नलिखित सुरक्षा पहलुओं पर जोर देता है: विषय और एम्पलीफायर के बीच सर्किट के भीतर कोई लूप नहीं है, एमआरआई स्कैन के दौरान सभी इलेक्ट्रोड में कम बाधा होती है, और सभी केबल बोर के केंद्र में रखे जाते हैं। शुरुआती ऑपरेटरों को प्रशिक्षण से गुजरना और उपयोगकर्ता मैनुअल और प्रदर्शन वीडियो20 में पाया निर्माता के दिशा निर्देशों का पालन करने के लिए किसी भी सुरक्षा चिंताओं से बचने की सलाह दी जाती है ।
ईईजी-एफएमआरआई पर पाई जाने वाली कलाकृतियों के प्रमुख कारण एमआरआई, बीसीजी, या विषय के सकल या सूक्ष्म आंदोलनों (चेहरे की गतिविधियों, क्लींचिंग, निगलने आदि) के ढाल को स्विच कर रहे हैं। कुछ एमआरआई सेटअप में, हीलियम पंप और वेंटिलेटर की वजह से कलाकृतियों भी काफी ईईजी संकेतों समझौता । एमआर ढाल कलाकृतियों बल्कि तरंग रूपों में लगातार कर रहे हैं और पर्याप्त गतिशील रेंज24के साथ एम्पलीफायरों का उपयोग कर विरूपण के बिना पूरी तरह से दर्ज कर रहे हैं, तो एक टेम्पलेट आधारित घटाव तकनीक का उपयोग कर पर्याप्त रूप से सही किया जा सकता है। बीसीजी कलाकृतियों को आमतौर पर घटाव तकनीक26, स्वतंत्र घटक विश्लेषण 6 , इष्टतम आधार सेट8या इन तकनीकों के संयोजन का उपयोग करके सही कियाजाताहै10. हाल ही में, कार्बन वायर लूप के साथ एक साथ प्राप्त संकेतों के आधार पर सरल प्रतिगमन का उपयोग करके विरूपण साक्ष्य हटानेको 7,9विकसित किया गया है। यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल तकनीकी पहलू को दिखाता है, जिसका उद्देश्य उन लोगों के लिए एक परिचयात्मक गाइड प्रदान करना है जो इस विधि का उपयोग करने में रुचि रखते हैं। यह विधि बीसीजी, सूक्ष्म विषय आंदोलनों, और हीलियम पंप कलाकृतियों को हटा देती है और परिणामस्वरूप ईईजी संकेत कथित तौर पर अन्य तरीकों का उपयोग करके सही किए गए लोगों से बेहतर हैं7,9। हालांकि, बड़ी गति कलाकृतियों, विशेष रूप से लहराते आंदोलनों वाले, इस विधि का उपयोग करके भी हटाने योग्य नहीं हैं7। पिछले कुछ वर्षों में इन विरूपण साक्ष्य हटाने के तरीकों में सुधार के बावजूद, एमआरआई मशीनरी प्रेरित कंपन के कारण उन सहित असंगत कलाकृतियों, अभी भी हटाने के लिए मुश्किल हैं । इसके अलावा, विरूपण साक्ष्य हटाने की प्रक्रिया जितनी व्यापक होगी, कुछ वास्तविक ईईजी संकेतों को खोने का जोखिम उतना ही अधिक होगा। इसलिए, अच्छी तैयारी जो असंगत कलाकृतियों को कम कर सकती है, ईईजी-एफएमआरआई अधिग्रहण में सबसे महत्वपूर्ण है। इस प्रोटोकॉल में, इन कलाकृतियों का उपयोग करके कम किया जाता है: (1) सिर के तार में सिर को स्थिर करने के लिए सिर और स्मृति फोम तकिए को लपेटने के लिए एक लोचदार पट्टी, विषय के आराम को बनाए रखते हुए तारों के संभावित कंपन को कम करने के लिए; (2) ईसीजी इलेक्ट्रोड तार के कंपन को कम करने के लिए कपास और चिकित्सा चिपकने वाला टेप जो विषय के अपने वजन (विशेष रूप से एक पतले विषय में विषय और तालिका के बीच आंशिक रूप से तैरने) से पूरी तरह से स्थिर नहीं हो सकता है; और (3) एमआरआई बोर में रखे केबल को स्थिर करने के लिए सैंडबैग्स । ये मुश्किल से हटा एमआरआई मशीनरी प्रेरित कंपन कलाकृतियों को कम करने के लिए महत्वपूर्ण तकनीकें हैं, जिन्हें पहले प्रकाशित ईईजी-एफएमआरआई प्रोटोकॉल20में वर्णित नहीं किया गया है। उस प्रोटोकॉल में, विषयों को स्कैनर में ईईजी कैप पर अतिरिक्त लपेटने और सिर के चारों ओर पैडिंग के बिना रखा गया था, और केबल केवल सैंडबैग्स का उपयोग करके स्थिरीकरण के बिना कुछ बिंदुओं पर टेप किए गए थे। मॉन्ट्रियल न्यूरोलॉजिकल संस्थान में अनुभव के 20 वर्षों के आधार पर, हमने महसूस किया कि वे उपाय एमआरआई मशीनरी-प्रेरित कंपन के लिए इलेक्ट्रोड तारों और केबल की संवेदनशीलता में योगदान दे सकते हैं, हालांकि उन्हें शायद ही कभी अधिकांश ईईजी-एफएमआरआई अध्ययन 6 में जोर दियाजाताहै। एमआरआई मशीनरी-प्रेरित कंपन को कम करने से बाद में ईईजी की बेहतर गुणवत्ता और पठनीयता होती है, जो ईईजी6में सूक्ष्म परिवर्तनों या घटनाओं की पहचान करने के लिए विशेष रूप से उपयोगी है, जैसे मिर्गी अध्ययन में छोटे मिर्गी के निर्वहन और न्यूरोकॉग्निटिव अध्ययन में एकल परीक्षण ईआरपी।
ईईजी संकेतों में ईआरपी का पता लगाना संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान अध्ययन के लिए एक शर्त है। परीक्षणों में क्लासिक भव्य औसत प्रतिक्रिया के विपरीत, ईआरपी एकल परीक्षण का पता लगाने, जो एक विशेष उत्तेजना के जवाब में मस्तिष्क गतिशीलता में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, आधुनिक संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान अध्ययन और गैर-इनवेसिव मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस अनुसंधान27में एक नया लक्ष्य बनता जा रहा है। वर्तमान प्रोटोकॉल के आवेदन इन अनुसंधान क्षेत्रों में दक्षता बढ़ाने के लिए योगदान कर सकते हैं ।
प्रोटोकॉल इस अध्ययन में उपयोग की जाने वाली एमआरआई-संगत ईईजी प्रणाली के लिए सबसे उपयुक्त है। फिर भी, हमारा मानना है कि महत्वपूर्ण बिंदु अन्य एमआरआई-संगत ईईजी सिस्टम पर भी लागू हो सकते हैं।
The authors have nothing to disclose.
यह अध्ययन जापान के राष्ट्रीय सूचना और संचार प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईसीटी) द्वारा प्रायोजित किया गया था ।
लेखकों एमआरआई भौतिकविदों और सूचना और तंत्रिका नेटवर्क के लिए केंद्र में प्रौद्योगिकीविदों अच्छी गुणवत्ता एमआरआई डेटा प्राप्त करने में उनके समर्पण के लिए शुक्रिया अदा करते हैं ।
डॉ खू को वैज्ञानिक अनुसंधान (नग) के लिए ग्रांट-इन-एड द्वारा वित्त पोषित किया जाता है । 18H06261, 19K21353, 20K09368) जापान के शिक्षा, संस्कृति, खेल, विज्ञान, और प्रौद्योगिकी मंत्रालय से और जापान के राष्ट्रीय सूचना और संचार प्रौद्योगिकी संस्थान (NICT) द्वारा एक अनुदान, और मिर्गी सर्जरी में मार्क रेपोर्ट और शर्ली फर्ग्यूसन रेपोर्ट फैलोशिप और मॉन्ट्रियल न्यूरोलॉजिकल (कनाडा) के रॉब फैलोशिप द्वारा समर्थित किया गया था उएहारा मेमोरियल फाउंडेशन (जापान) की एक शोध फैलोशिप । वह जापानी मिर्गी सोसायटी से एक प्रायोजित पुरस्कार प्राप्त, अमेरिकी मिर्गी सोसायटी (एईएस) अध्येता कार्यक्रम से समर्थन, और मिर्गी के खिलाफ अंतरराष्ट्रीय लीग (ILAE) से यात्रा bursary ।
डॉ तानी को वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए ग्रांट-इन-एड द्वारा वित्त पोषित किया जाता है (नहीं । 17K10895) जापान के शिक्षा, संस्कृति, खेल, विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय से और मित्सुई-कोसेई फाउंडेशन से अनुसंधान सहायता प्राप्त की, मेडट्रॉनिक से यात्रा के लिए धन, लेखों के प्रकाशन से रॉयल्टी (गैकेन मेडिकल शुजुशा, इगाकू-शोइन), और स्पीकर (मेडट्रॉनिक, दाइची-सांकोयो फार्मास्यूटिकल्स, ईसाई फार्मास्यूटिकल्स) के रूप में सेवा करने से मानदेय।
डॉ ओशिनो को जापान के शिक्षा, संस्कृति, खेल, विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय से वैज्ञानिक अनुसंधान (नंबर 17K10894) के लिए ग्रांट-इन-एड द्वारा वित्त पोषित किया जाता है। उन्होंने लेखों (मेडिकलव्यू, इगाकू-शोइन) के प्रकाशन से रॉयल्टी प्राप्त की, और स्पीकर (इनसाइटेक, आइसाई फार्मास्यूटिकल्स, दाइची-सांक्यो फार्मास्यूटिकल्स, यूसीबी, ओत्सुका फार्मास्यूटिकल्स, टेइजिन फार्मा, यामासा कॉर्पोरेशन) के रूप में सेवा करने से मानदेय।
डॉ फुजिता को जापान के शिक्षा, संस्कृति, खेल, विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय से वैज्ञानिक अनुसंधान (नंबर 19K18388) के लिए ग्रांट-इन-एड द्वारा वित्त पोषित किया जाता है ।
डॉ गोटमैन को कनाडा के स्वास्थ्य अनुसंधान संस्थानों (नहीं) द्वारा वित्त पोषित किया जाता है । एफडीएन 143208) ।
डॉ किशिमा को जापान के शिक्षा, संस्कृति, खेल, विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय, क्रॉस-मिनिस्ट्रियल स्ट्रैटेजिक इनोवेशन प्रमोशन प्रोग्राम (संख्या) से ग्रांट-इन-एड फॉर साइंटिफिक रिसर्च (नग 18H04085, 18H05522, 16K10212, 16K10786) द्वारा वित्त पोषित किया जाता है । SIPAIH18E01), जापान चिकित्सा अनुसंधान और विकास के लिए एजेंसी, और जापान मिर्गी अनुसंधान फाउंडेशन ।
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ESPA elastic bandage | Toyobo co., Ltd. | elastic bandage for for wrapping the subject's head | |
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Power Pack | Brain Products, GmBH, Germany | MRI-compatible battery pack for electric supply of the amplifiers | |
SyncBox | Brain Products, GmBH, Germany | Phase synchronization between the EEG equipment and the MRI scanner | |
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