Summary

एक साथ इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी और कार्यात्मक एमआरआई के दौरान इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी डेटा का विश्वसनीय अधिग्रहण

Published: March 19, 2021
doi:

Summary

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।

Abstract

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।

Introduction

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।

Protocol

ओसाका विश्वविद्यालय अस्पताल की अनुसंधान आचार समिति और सूचना और तंत्रिका नेटवर्क केंद्र (CiNET) की सुरक्षा समिति प्रोटोकॉल (ओसाका विश्वविद्यालय अस्पताल अनुमोदन नग १८२६५ और १९२५९ को मंजूरी दे दी; CiNET अनुमोदन नग 2002210020 और 2002120020) । सभी विषयों को उनकी भागीदारी के लिए लिखित सूचित सहमति प्रदान की है । 1. प्रायोगिक सेटअप की तैयारी एमआरआई-संगत ईईजी और बाइपोलर एम्पलीफायरों को बैटरी पैक से कनेक्ट करें (यह सुनिश्चित करें कि वे पूरी तरह से चार्ज हैं) और रिकॉर्डिंग कंप्यूटर से। सुनिश्चित करें कि रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर का कार्यक्षेत्र सही ढंग से स्थापित किया गया है। एम्पलीफायर संतृप्ति से बचने के लिए आयाम संकल्प को 0.5 माइक्रोनवी में सेट करें; ब्याज की आवृत्ति बैंड के अनुसार आवृत्ति फिल्टर सेट करें। ब्याज की आवृत्ति बैंड की परवाह किए बिना, 5,000 हर्ट्ज (इस प्रोटोकॉल में उपयोग किए जाने वाले एम्पलीफायरों के लिए अधिकतम संभव) पर नमूना दर निर्धारित करें।नोट: 0.5 माइक्रोन पर आयाम संकल्प 16.38 एमवी के अधिकतम मूल्य से मेल खाता है, जो ढाल विरूपण साक्ष्य को रिकॉर्ड करने के लिए पर्याप्त है, यह देखते हुए कि ढाल विरूपण विरूपण चोटियों १०० से अधिक आयाम तक पहुंच सकते है सहज खोपड़ी ईईजी (लगभग 10-100 μV) के उन लोगों की तुलना में उच्च गति पर (>१,०००-गुना तेजी से चल रहे EEG के परिवर्तन की दर से) । सैद्धांतिक रूप से, नमूना दर कम से कम दो बार उच्च (Nyquist प्रमेय) के रूप में ढाल स्विचिंग स्पेक्ट्रम में उच्चतम आवृत्ति के रूप में होना चाहिए, ताकि उच्च आवृत्ति ढाल स्विचन कलाकृतियों का सही नमूना हो सके और बाद में हटाने के लिए प्रत्येक वॉल्यूम की ढाल गतिविधि की सही शुरुआत का पता लगाया जा सके12,18। हालांकि, बड़े फ़ाइल आकारों में नमूना दर में वृद्धि के परिणामस्वरूप, जिसके लिए डेटा भंडारण के लिए महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता होती है और बाद में प्रसंस्करण में भी बाधा आ सकती है। सिंकिंग डिवाइस का उपयोग करने से ईईजी और एमआर घड़ियों के बीच सिंक्रोनाइजेशन में सुधार करने के लिए नमूना दर बढ़ाना अनावश्यक हो जाता है (चरण 1.4 देखें)। सामान्य ईईजी/इवेंट से संबंधित क्षमता (ईआरपी) रिकॉर्डिंग के लिए 5,000 हर्ट्ज की नमूना दर पर्याप्त है, और उच्च नमूना दरों में डेटा की गुणवत्ता में सुधार नहीं होता है क्योंकि बाद में विरूपण सुधार प्रक्रिया, जिसमें डेटा का नमूना 500 हर्ट्ज से नीचे की आवृत्ति और अतिरिक्त कम-पास फ़िल्टरिंग में शामिल है, सभी उच्च आवृत्ति ग्रेडिएंट सुधार पुनर्सिष्टकों को समाप्त करता है जो18मौजूद हो सकते हैं। एमआरआई में ईईजी अधिग्रहण के लिए आवश्यक रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर की उचित सेटिंग्स के बारे में विवरण के लिए मैनुअल को देखें, जो एमआरआई के बाहर से अलग है। चेक करें कि स्कैनर से मार्कर, यानी, घड़ी सिंक्रोनाइजेशन (डिफ़ॉल्ट रूप से सिंक) और वॉल्यूम ट्रिगर (डिफ़ॉल्ट रूप से R128) के लिए मार्कर समय-समय पर ऑनलाइन ईईजी रिकॉर्डिंग में प्रदर्शित होते हैं। डिस्प्ले पर सिंक इंगित करता है कि एमआरआई स्कैनर और ईईजी घड़ियां सिंक्रोनाइज्ड हैं, और R128 इंगित करता है कि वॉल्यूम ट्रिगर बाद के बाद के प्रसंस्करण के लिए दर्ज किए जाते हैं। एमआरआई स्कैनर और ईईजी घड़ियों को सिंकबॉक्स डिवाइस का उपयोग करके सिंक्रोनाइज्ड किया जाता है, जो स्कैनर घड़ी आउटपुट (आमतौर पर 10 मेगाहर्ट्ज और उससे ऊपर), डाउनसाैंपल्स का पता लगाता है, और यूएसबी 2 इंटरफेस के लिए घड़ी सिग्नल (और सिंक्रोनाइजेशन मार्कर) को आउटपुट करता है।नोट: USB2 इंटरफेस सभी एम्पलीफायरों से ईईजी डेटा भेजता है, जो स्कैनर घड़ी सिग्नल पर बंद होते हैं, रिकॉर्डिंग कंप्यूटर18को। मार्कर पर आवधिक सिंक स्कैनर विद्युत पल्स से उत्पन्न ट्रिगर कर रहे हैं एमआर स्कैनर दर, स्कैनर विरूपण साक्ष्य सुधार के लिए एक अपेक्षित द्वारा ईईजी सिग्नल नमूना सिंक्रोनाइज़ करने के लिए। ऑफलाइन ईईजी प्रोसेसिंग19के दौरान स्कैनर आर्टिफैक्ट करेक्शन के लिए एमआर वॉल्यूम स्कैन शुरुआत के समय की पहचान करने के लिए वॉल्यूम ट्रिगर्स का उपयोग किया जाता है । जरूरत और उपलब्धता के हिसाब से एमआरआई स्कैनर सेट करें। आरएफ हीटिंग के जोखिम को कम करने के लिए एक संचारित का उपयोग करना और हेड रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) -कुंडल प्राप्त करना सबसे अच्छा है। हालांकि, एक पूरे शरीर आरएफ-कुंडल संचारित और एक 20 चैनल सिर प्राप्त केवल आरएफ-कुंडल यहां इस्तेमाल किया गया क्योंकि एक संचारित और प्राप्त सिर कुंडल स्कैनर के लिए उपलब्ध नहीं था (आम तौर पर सबसे आधुनिक स्कैनर के लिए मामला) । ईईजी कैप के आवेदन के लिए घर्षण प्रवाहकीय जेल के साथ 10 एमएल सिरिंज (या आवश्यकतानुसार कई) लोड करें। एक तरल पदार्थ वितरण के लिए एक ५० मिलीएल बड़ी क्षमता प्लास्टिक सिरिंज में घर्षण जेल प्रीलोड सकता है और विषय के आगमन से पहले जेल के साथ 10 मिलीएल सिरिंज भरें ।नोट: 32-चैनल ईईजी कैप का आवेदन आमतौर पर जेल के लगभग 20-25 एमएल की खपत करता है। 2. ईईजी कैप और ईसीजी इलेक्ट्रोड को लागू करना भर्ती में, विषय से एमआरआई के लिए संभावित मतभेदों की एक चेकलिस्ट को पूरा करने के लिए कहें । पुष्टि करें कि इस विषय में आगमन से पहले एमआरआई के लिए कोई मतभेद नहीं है।नोट: सामान्य तौर पर, एमआरआई के लिए उत्तीर्ण होने वाला कोई भी विषय ईईजी-एफएमआरआई अध्ययन में भाग ले सकता है। बहिष्कार मानदंड हैं: गैर-सहकारी या गैर-अनुपालन विषय; अंतर्निहित स्थितियों (जैसे, पुरानी पीठ दर्द) वाले लोग, जो उन्हें एक निश्चित अवधि के लिए रीढ़ झूठ बोलने से रोकते हैं (आमतौर पर कम से कम 1 घंटे); या ऐसे विषय जो स्कैन के दौरान एमआरआई टेबल पर अभी भी झूठ बोलने में असमर्थ हो सकते हैं। आंदोलन न केवल ईईजी और एफएमआरआई डेटा दोनों की गुणवत्ता में बाधा डालता है बल्कि विषयों के लिए एक संभावित खतरा भी लगाता है (उदाहरण के लिए, तारों और केबल में वर्तमान को प्रेरित करता है जो उत्तेजना का कारण बन सकता है)। कार्य आधारित अधिग्रहण के मामले में, विषय की भाषा समझ क्षमता पर भी विचार किया जाना चाहिए (उन विषयों से बचें जो निर्देशों को समझने में असमर्थ हैं)। इस अध्ययन में 32 स्वस्थ स्वयंसेवकों (मतलब उम्र, 40 वर्ष; 17 महिलाओं) और मिर्गी के 25 रोगियों (औसत आयु, 31 वर्ष; 13 महिलाओं) को भर्ती किया गया था। विषयों को आने से पहले कंडीशनर या मोम के बिना शैम्पू के साथ अपने बालों को धोने के लिए कहें। प्रयोग के उद्देश्य और विषय के लिए अगले कदम समझाओ । सिर परिधि (यानी, ऑक्सीपिटल फ्रंटल परिधि) को सुप्राक्षित लकीरें और ओसिपुट पर सिर के चारों ओर एक लचीला गैर-स्ट्रेचेबल मापने वाले टेप को लपेटकर मापें और उचित आकार की टोपी का चयन करें। एक टोपी का उपयोग करें जो सिर की परिधि से 1 सेमी बड़ा है, और हमेशा इस विषय से पूछें कि क्या टोपी एक बार रखी गई आरामदायक है (यानी, बहुत तंग नहीं)। विषय के सिर पर अनुमानित स्थिति पर टोपी रखने के बाद, एक ही मापने टेप का उपयोग कर, आयन-nasion चाप की लंबाई को मापने, नाक के पुल के लिए occiput से विस्तार सिर के मध्य रेखा पर चाप के रूप में परिभाषित, और peri-auricular चाप, कान के बीच विस्तार चाप के रूप में परिभाषित है कि inion-nasion चाप के मध्य बिंदु पार, टोपी पर। आयन-नासियन आर्क और पेरी-ऑरिकुलर आर्क (वह बिंदु जहां दोनों आर्क्स के मिडपॉइंट्स मिलते हैं, उर्फ सीज़) के चौराहे को चिह्नित करें, और सिर पर टोपी स्लाइड करें ताकि इलेक्ट्रोड सीज़ की स्थिति को इस चौराहे पर समायोजित किया जा सके। सुनिश्चित करें कि टोपी को मैन्युअल रूप से यह जांचकर क्षैतिज रूप से घुमाया नहीं जाता है कि इलेक्ट्रोड एफजेड, पीजेड, ऑउंस, संदर्भ और ग्राउंड आयन-नाशन चाप पर तैनात हैं या नहीं। एक कपास झाड़ू के पीछे का उपयोग कर इलेक्ट्रोड के पक्ष में बालों को विस्थापित करके प्रत्येक इलेक्ट्रोड के नीचे त्वचा का पर्दाफाश करें। इलेक्ट्रोड के उद्घाटन के माध्यम से रखा 70% शराब समाधान युक्त एक कपास झाड़ू जल्दी से कताई द्वारा प्रत्येक इलेक्ट्रोड के नीचे त्वचा रगड़ें। खोलने में घर्षण प्रवाहकीय जेल (~ 0.2 एमएल) की थोड़ी मात्रा लागू करें और इसी तरह के फैशन में कपास झाड़ू को जल्दी से कताई करके त्वचा को घर्षण करें। इलेक्ट्रोड (रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर द्वारा प्रदर्शित) की बाधा की निगरानी करें और घर्षण को दोहराएं जैसा कि चरण 2.8 में कहा गया है जब तक कि बाधा कम से कम 20 kΩ20से कम नहीं हो जाती है, अधिमानतः जितना संभव हो उतना कम (5 kΩ)21। बाधा संतोषजनक होने के बाद एक ही जेल (आमतौर पर ~ 0.5 एमएल) के साथ खोलने को भरें। इलेक्ट्रोड के बीच ब्रिजिंग से बचने के लिए खोलने में अत्यधिक जेल न लगाएं। यदि बार-बार घर्षण के बावजूद बाधा असंतोषजनक है और बाद में वापस आती है क्योंकि कभी-कभी जेल लगाने के बाद बाधा समय के साथ गिरती रहती है। खोपड़ी ईईजी इलेक्ट्रोड के सभी के लिए कदम 2.6-2.9 दोहराएं। पीछे ईसीजी इलेक्ट्रोड रखने से पहले, विषय को गर्दन ठोके बिना सीधे बैठने के लिए कहें। सुनिश्चित करें कि ईसीजी इलेक्ट्रोड तार सीधे है जब पीठ पर ईसीजी इलेक्ट्रोड रखने पर, लेकिन गर्दन के वक्र के साथ ईसीजी इलेक्ट्रोड तार बिछाने के लिए कुछ भत्ता रखने के लिए, इलेक्ट्रोड के विस्थापन से बचने के लिए जब विषय एमआरआई मेज पर नीचे देता है । ईसीजी इलेक्ट्रोड को मीडियन फ्रो से 2-3 सेमी बाएं रखें, जिसे पीठ के मिडलाइन के साथ वर्टिकल इंडेंटेशन के रूप में पहचाना जा सकता है । विषय की ऊंचाई के आधार पर ऊर्ध्वाधर स्थिति भिन्न होती है; यह आमतौर पर लाइन पर लगभग निचले हिस्से पर तैनात होता है जो लगभग 160 सेमी के विषय में स्कैपुला के सुझावों के बीच फैली होती है। एक शराब झाड़ू के साथ ईसीजी इलेक्ट्रोड के नीचे त्वचा रगड़ें। एक तरफा चिपकने वाली अंगूठी का उपयोग कर त्वचा के लिए ईसीजी इलेक्ट्रोड देते हैं और चरण 2.8-2.9 दोहराएं। चिपकने वाली अंगूठी त्वचा के साथ इलेक्ट्रोड के सीधे संपर्क से बचने के लिए पैडिंग का भी काम करती है। सूखी शराब कपास झाड़ू को चार में मोड़ें, और इसे ईसीजी इलेक्ट्रोड पर रखें। सर्जिकल टेप (मेडिकल चिपकने वाला टेप) का उपयोग करके इसे त्वचा पर टेप करें। त्वचा को कंधे तक ईसीजी इलेक्ट्रोड तार टेप करें। 3. कार्बन वायर लूप लागू करें (यदि एक द्विध्रुवी एम्पलीफायर उपलब्ध है) पूर्व-चोटी कार्बन तार (व्यास 1 मिमी)9 का एक सेट रखें जिसमें टोपी के ऊपर छह छोरों (व्यास 10 सेमी) शामिल हैं ताकि तारों का बंडल सिर के शीर्ष पर इलेक्ट्रोड के बंडल के समानांतर आ जाए। इलेक्ट्रोड के चारों ओर छोरों को सुरक्षित करने के लिए सर्जिकल टेप (1 x 2 सेमी) का उपयोग करें, ताकि छोरों को प्रत्येक लूप के साथ सिर को कवर किया जा सके, जो समान रूप से लगभग समान क्षेत्र (यानी, दोनों फ्रंटो-टेम्पोरल, दोनों टेम्पो-ऑक्सीपिटल, ऑक्सीपिटल और वर्टेक्स) को कवर करते हैं। वैकल्पिक रूप से, यदि लागू हो तो कोई ईईजी-कैप में छोरों को भी सीना कर सकता है।नोट: सिर पर कार्बन तार छोरों को बॉलिस्स्टोकार्डियोग्राम (बीसीजी) सहित आंदोलन पर कब्जा करने की सेवा । इन संकेतों का उपयोग ऑफलाइन ईईजी प्रसंस्करण 9 के दौरान ईईजी से बीसीजी कलाकृतियों को हटाने के लिए कियाजाताहै । 4. टोपी और कार्बन तार छोरों को सुरक्षित करना सुनिश्चित करें कि ईईजी इलेक्ट्रोड लूप नहीं बना रहे हैं। ईईजी कैप और कार्बन लूप पर एक लोचदार पट्टी के साथ विषय के सिर लपेटें। पट्टी ईईजी इलेक्ट्रोड को त्वचा पर कसकर दबाने का कार्य करती है, एमआरआई मशीनरी-इलेक्ट्रोड के कंपन को कम करने और एमआर स्कैनर के अंदर विषय रखने पर तकिया पर फैलने से जेल को रोकने के लिए (चरण 5 देखें)। सुनिश्चित करें कि पट्टी इलेक्ट्रोड के सभी को शामिल किया गया है और यह पूछने से भी तंग नहीं है कि क्या विषय पट्टी लगाने के दौरान सिर पर असहज दबाव महसूस करता है । 5. विषय को एमआर स्कैनर में रखना आराम-राज्य अधिग्रहण के मामले में, विषय को कान में एमआरआई-संगत इयरकलियों को लागू करने का निर्देश दें। कार्य आधारित अधिग्रहण के मामले में, विषय को प्रयोग की आवश्यकता के अनुसार एमआरआई-संगत हेडसेट या ईयरफोन लागू करने का निर्देश दें। सुनिश्चित करें कि विषय हेडसेट या इयरफोन के दोनों पक्षों के माध्यम से सुन सकते हैं। विषय को लेटने के लिए कहने से पहले सिर के निचले आधे हिस्से में एमआरआई संगत फ्लैट मेमोरी फोम तकिया रखें और सिर को कुंडली में रखें। सिर को उचित रूप से रखने के बाद (सिर के ऊपर सिर के ऊपर के रूप में सिर कुंडली के शीर्ष के लिए संभव के रूप में बंद रखा), इलेक्ट्रोड और कार्बन तार बंडलों को सीधे सिर के तार के शीर्ष उद्घाटन के माध्यम से रखें। सिर, माथे, और लौकिक क्षेत्र के शीर्ष करने के लिए स्मृति फोम तकिए जोड़ें। तकिए को उचित रूप से सिर के कुंडली के भीतर छोड़े गए सभी स्थानों को भरना चाहिए, जबकि विषय के सिर को भी कसकर संकुचित नहीं करना चाहिए। सुनिश्चित करें कि तकिए सिर कुंडली के ऊपरी आधे हिस्से को रखते समय और कुंडली को बंद करते समय सिर को निचोड़कर नहीं कर रहे हैं। तकिए को समायोजित करें या छोटे आकार के तकिए में बदलें यदि बहुत तंग हैं। इस तरह तकिए इलेक्ट्रोड तारों पर एमआरआई मशीनरी प्रेरित कंपन को कम करने और स्कैन के दौरान विषय के आराम को बनाए रखते हुए सिर की गतिविधियों को नियंत्रित करने के लिए इलेक्ट्रोड तारों को पकड़ने की सेवा करते हैं। गर्दन के पीछे आधा सिलेंडर आकार का मेमोरी फोम तकिया रखें ताकि ईसीजी इलेक्ट्रोड तार तकिए और गर्दन के बीच अच्छी तरह से सैंडविच हो। ईसीजी इलेक्ट्रोड तार का हिस्सा जो कंधे के नीचे पीछे से गुजरता है, वास्तव में विषय के पीछे और एमआरआई तालिका के बीच सैंडविच किया जाता है और इस प्रकार विषय के अपने वजन से स्थिर होता है। एक कार्य आधारित अधिग्रहण के मामले में, स्मृति फोम तकिए के सभी रखने के बाद, सुनिश्चित करें कि हेडसेट या इयरफोन फिर से परीक्षण से विस्थापित नहीं कर रहे है अगर विषय अभी भी हेडसेट या इयरफोन के दोनों पक्षों के माध्यम से सुन सकते हैं । सिर की कुंडली बंद करने के बाद, दर्पण रखें और विषय को दर्पण को समायोजित करने का निर्देश दें (उस कार्य के मामले में जिसके लिए दृश्य उत्तेजनाओं की आवश्यकता होती है)। विषय को निर्देश दें कि यदि आवश्यक हो तो दर्पण को समायोजित करें, टेबल को स्थानांतरित करने के बाद विषय के सिर को एमआरआई बोर के आइसोकसेंटर पर रखें। एमआरआई बोर के पीछे रखे एम्पलीफायरों को प्रदान किए गए ऑप्टिक फाइबर का उपयोग करके कंसोल रूम में रखे रिकॉर्डिंग कंप्यूटर से कनेक्ट करें। ईईजी/ईसीजी इलेक्ट्रोड और कार्बन वायर लूप को एमआरआई बोर के पीछे ईईजी और बाइपोलर एम्पलीफायरों से जोड़ने के बाद एम्पलीफायर्स पर स्विच करें । फिर, यह सुनिश्चित करने के लिए सभी इलेक्ट्रोड की बाधा की जांच करें कि वे अभी भी कम हैं (कम से कम 20 kΩ से नीचे)। यदि उच्च बाधा के साथ कोई इलेक्ट्रोड है तो समायोजन के लिए एमआर स्कैनर से विषय निकालें। 6. तारों और एम्पलीफायरों का विन्यास सिर कुंडली और एम्पलीफायरों (इलेक्ट्रोड और कार्बन तार बंडलों, कनेक्टर बॉक्स, और रिबन तारों सहित) के शीर्ष उद्घाटन के आउटलेट के बीच तारों के सभी की व्यवस्था इतना है कि वे सीधे और एमआरआई बोर के केंद्र में रखा जाता है । यह एमआरआई प्रेरित वर्तमान को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। ईईजी/ईसीजी इलेक्ट्रोड कनेक्टर बॉक्स से एम्पलीफायर तक जाने वाले रिबन केबल के चारों ओर एक कार्बन वायर लूप रखें और सभी कार्बन वायर लूप (स्टेप 5.7 देखें) को बाइपोलर एम्पलीफायर (एक्सजी एमआर) के इनपुट बॉक्स से कनेक्ट करें। यह लूप मुख्य रूप से हीलियम पंप9के कारण होने वाले कंपन को पकड़ने का काम करता है । एमआरआई मशीनरी-प्रेरित कंपन को कम करने के लिए, सिर के तार और एम्पलीफायरों के शीर्ष उद्घाटन के आउटलेट के बीच सभी तरह से एमआर-सुरक्षित और गैर-फेरोमैग्नेटिक सैंडबैग्स के साथ उन सभी को सैंडविच करके तारों को स्थिर करें। इसके अलावा एम्पलीफायर्स पर सैंडबैग्स रखें। इन सैंडबैग्स, मापा 330 मिमी x 240 मिमी x 50 मिमी और वजन 4 किलो, ईईजी निर्माता द्वारा आपूर्ति की जाती है। चुंबक के बोर के बाहर एम्पलीफायरों की स्थिति, जो निर्माता द्वारा आपूर्ति किए गए केबल की लंबाई से अनुमति दी जाती है। 7. ईईजी-एफएमआरआई डेटा अधिग्रहण सुनिश्चित करें कि विषय अधिग्रहण के दौरान अनावश्यक विषय आंदोलन से बचने के लिए, स्कैनर कमरे छोड़ने से पहले स्थिति के साथ सहज है। यदि आवश्यक हो तो अलार्म बटन दबाने के लिए विषय को निर्देश दें (यानी, आपात स्थिति में या यदि विषय एक असहज सनसनी महसूस करता है)। कंसोल रूम से विषय के साथ संवाद करने की पुष्टि करने के लिए कि विषय ऑपरेटर सुन सकते हैं । इस विषय को बताएं कि डेटा अधिग्रहण के दौरान जोर शोर की उम्मीद की जाती है। प्रयोग के लिए आवश्यक विषय को निर्देश दें, और विषय को डेटा अधिग्रहण के दौरान स्थानांतरित न करने का निर्देश दें। एफएमआरआई अधिग्रहण शुरू करने से पहले ईईजी रिकॉर्डिंग शुरू करें। आमतौर पर, निम्नलिखित छवियों को क्रमिक रूप से प्राप्त किया जाता है: पोस्टप्रोसेसिंग के दौरान एफएमआरआई छवियों को सह-पंजीकरण करने के लिए देखने के एफएमआरआई क्षेत्र, एफएमआरआई और संरचनात्मक छवियों को स्थिति में रखने के लिए स्काउट छवियां (दो-आयामी)। शिम दृश्यों को उचित मापदंडों के अंशांकन के लिए प्रत्येक प्रकार की छवि प्राप्त करने से पहले चलाया गया था।नोट: यह एमआरआई दृश्यों का उपयोग करने के लिए महत्वपूर्ण है कि एम्पलीफायरों के साथ सुरक्षित साबित कर रहे है सुरक्षा बनाए रखने के लिए, और एम्पलीफायरों को किसी भी नुकसान से बचने के लिए18। सुरक्षित माने जाने वाले दृश्यों के बारे में विवरण पर विस्तार से चर्चा नहीं की जाएगी । पाठकों को उपयोगकर्ता मैनुअल या सहायता टीम से परामर्श करने के लिए प्रोत्साहित किया जाता है। सामान्य तौर पर, ढाल इको दृश्यों की सिफारिश की जाती है और स्पिन इको दृश्यों या समकक्ष आरएफ उत्सर्जन मापदंडों के साथ किसी भी अनुक्रम, जो अत्यधिक आरएफ-प्रेरित हीटिंग का कारण बन सकता है, से बचा जाना चाहिए। हीटिंग को अप्रत्यक्ष रूप से मैट्रिक्स का उपयोग करके मात्रा निर्धारित किया जा सकता है जो आरएफ एक्सपोजर की मात्रा को मापते हैं, जैसे विशिष्ट ऊर्जा अवशोषण दर (एसएआर) और बी1+ का रूट मतलब वर्ग मूल्य 10 एस (बी1+ आरएमएस) से अधिक औसत है। हाल ही में, बी1+ आरएमएस, इमेजिंग मापदंडों पर निर्भर है, लेकिन विषयों के शरीर द्रव्यमान22से स्वतंत्र, सीमा निर्दिष्ट करने के लिए नया मानक बनता जा रहा है । उदाहरण के लिए, मस्तिष्क उत्पाद ईईजी कैप का उपयोग करके 3 टी पर अधिग्रहण के लिए बी1+ आरएमएस थ्रेसहोल्ड वर्तमान मानक टोपी के लिए 1 μT और नए मानक ईईजी कैप के लिए 1.5 माइक्रोन हैं जिसमें एक छोटा (10 सेमी) बंडल केबल23है। फ्लिप कोण, स्लाइस की संख्या, और पुनरावृत्ति समय (टीआर) पैरामीटर हैं जिन्हें एसएआर और बी1+ आरएमएस को कम रखने के लिए विचार करने की आवश्यकता है। एक छोटा फ्लिप कोण (<90 °) की सिफारिश की जाती है। स्लाइस और टीआर की संख्या को तब तक समायोजित किया जा सकता है जब तक कि परिणामी अनुक्रम बी1+ आरएमएस23की दहलीज से नीचे हो। अधिग्रहण शुरू करने पर, सुनिश्चित करें कि स्कैनर से फिर से मार्कर (1.4 देखें) समय-समय पर ऑनलाइन ईईजी रिकॉर्डिंग में प्रदर्शित होते हैं।

Representative Results

इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके ईईजी टोपी रखने पर, प्रत्येक इलेक्ट्रोड की बाधा आमतौर पर 20 kΩ(चित्रा 1)से नीचे गिर जाती है। प्रतिनिधि ईईजी संकेत एक विषय (20 वर्षीय आदमी) जो एक न्यूरोकॉग्निटिव अध्ययन में भाग लिया, और एक अलग विषय (19 वर्षीय महिला) जो एक ही एमआर स्कैनर में इस प्रोटोकॉल का उपयोग कर एक मिर्गी अध्ययन में भाग लिया से प्राप्त संकेतों चित्रा 2 और चित्रा 3में क्रमशः दिखाया गया है । न्यूरोकॉग्निटिव टेस्टिंग कराने वाले विषय को निर्देश दिया गया था कि आंखें खुली रखें लेकिन निर्देश के अनुसार एक दृश्य कार्य करते समय अभी भी रहें । मिर्गी अध्ययन के लिए विषय आंखें बंद करने और सोने के लिए निर्देश दिया गया था, के रूप में मिर्गी की गतिविधियों आम तौर पर नींद के दौरान अधिक बार कर रहे हैं । दोनों अध्ययनों से प्राप्त ईईजी संकेत प्रसंस्करण से पहले समान थे(चित्र 2); एमआरआई ढाल विरूपण साक्ष्य असली ईईजी संकेतों अस्पष्ट। दोनों अध्ययनों से ईईजी संकेतों को इस प्रकार ऑफ़लाइन संसाधित किया गया था: एमआरआई कलाकृतियों को घटाव विधि24का उपयोग करके हटा दिया गया था; और बीसीजी, आंदोलनों, और हीलियम पंप कलाकृतियों कार्बन तार छोरों7,9से दर्ज संकेतों के प्रतिगमन का उपयोग कर हटा दिया गया । दोनों अध्ययनों से परिणामी ईईजी सिग्नल(चित्र 3 बी)बीसीजी कलाकृतियों(चित्रा 3 ए)के दृश्यमान संदूषण के बिना विश्लेषणीय गुणवत्ता के थे। मिर्गी अध्ययन(चित्रा 3B)के दौरान ईईजी पर मिर्गी की गतिविधियां स्पष्ट रूप से देखी गईं । न्यूरोकॉग्निटिव अध्ययन के दौरान अधिग्रहीत ईईजी पर, निमिष, आंखों के आंदोलन और मांसपेशियों की कलाकृतियों को देखा गया, विशेष रूप से अध्ययन की प्रकृति के कारण विरूपण साक्ष्य हटाने(चित्रा 3 बी)के बाद ललाट लीड (Fp1 और Fp2) में, और आवश्यकता के आधार पर अन्य तरीकों का उपयोग करके आगे हटाया जा सकता है। मशीनरी कंपन से निकलने वाला कोई विरूपण साक्ष्य दोनों अध्ययनों के दौरान प्राप्त पोस्ट-प्रोसेस्ड ईईजी संकेतों पर नहीं देखा गया(चित्रा 3बी एमआरआई के बाहर अधिग्रहीत ईईजी संकेतों के बराबर है जैसा कि चित्रा 3सीमें दिखाया गया है)। ईईजी इलेक्ट्रोड से निकलने वाला कोई विरूपण साक्ष्य एक साथ अधिग्रहीत एमआर छवियों(चित्र 4)पर नहीं देखा गया था। चित्रा 1:प्रतिनिधि ईईजी इलेक्ट्रोड बाधा है कि 5 kΩ से नीचे गिरा एक विषय है जो एक न्यूरोकॉग्निटिव अध्ययन में भाग लिया पर एक ३२ चैनल ईईजी टोपी के आवेदन पर । प्रत्येक गोल रंगीन सर्कल एक ईईजी इलेक्ट्रोड का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें सर्कल के भीतर इलेक्ट्रोड नाम लिखा गया है; प्रत्येक सर्कल की स्थिति ईईजी कैप पर प्रत्येक इलेक्ट्रोड की स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है। रंग बार और दाईं ओर की संख्या इस मामले में मापा जा रहा बाधा की सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं (0-5 kΩ); हरा रंग इंगित करता है कि बाधा मूल्य अच्छे स्तर के मूल्य से कम है, और लाल रंग खराब स्तर को इंगित करता है। इस उदाहरण में, इलेक्ट्रोड CP1, O1, आस्ट्रेलिया, O2, और ईसीजी हल्के हरे रंग में इंगित किए गए हैं, जिसका अर्थ है कि इन इलेक्ट्रोड की बाधाएं 2 kΩ थीं; बाकी इलेक्ट्रोड गहरे हरे रंग में इंगित किए जाते हैं, जिसका अर्थ है कि इन इलेक्ट्रोड की बाधाएं 0 kΩ थीं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें । चित्रा 2:प्रसंस्करण से पहले ईईजी सिग्नल। ध्यान दें कि एमआरआई ढाल विरूपण साक्ष्य असली ईईजी संकेतों अस्पष्ट। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें । चित्र 3:न्यूरोकॉग्निटिव और मिर्गी अध्ययन में भाग लेने वाले विषयों से प्रतिनिधि ईईजी संकेत। शीर्ष पंक्ति पर ईईजी संकेत एक न्यूरोकॉग्निटिव अध्ययन से थे और निचली पंक्ति के लोग मिर्गी के अध्ययन से थे। ईईजी सिग्नलों को ऑफलाइन प्रोसेस किया गया। (ए)एमआरआई रेडिएंट विरूपण साक्ष्य हटाने के बाद ईईजी सिग्नल। हल्के नीले रंग में बक्से बीसीजी कलाकृतियों का संकेत देते हैं। (ख)कार्बन वायर लूप से दर्ज संकेतों के प्रतिगमन का उपयोग कर विरूपण साक्ष्य हटाने के बाद ईईजी संकेत। (ग)ईईजी सिग्नल एमआरआई के बाहर दर्ज एक ही ईईजी उपकरण का उपयोग कर । ईईजी संकेतों को रेफरेंशियल असेंबल (एफसीजेड में संदर्भ) में दिखाया गया था; एक ही खंड के द्विध्रुवी असेंबल असेंबल (प्रत्येक चैनल आसन्न इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी के बीच वोल्टेज अंतर का प्रतिनिधित्व करता है) मिर्गी की गतिविधियों के दृश्य को कम करने के लिए मिर्गी अध्ययन के दौरान अधिग्रहीत ईईजी के लिए भी दिखाया गया है। नीले तीर (बी और सी, शीर्ष पंक्ति) चमचमाती (Fp1 और Fp2 में उच्च आयाम धीमी गति से नीचे की ओर विक्षेप/diphasic क्षमता) का संकेत देता है, काले तीर (बी, शीर्ष पंक्ति) एक सैकेड या टकटकी के एक सहज परिवर्तन (Fp1 और Fp2 में छोटे, तेजी से विक्षेप) के परिणामस्वरूप आंख आंदोलन इंगित करता है, और हरी आयत (बी, शीर्ष पंक्ति) एक न्यूरोकोग्निटिव अध्ययन के दौरान अधिग्रहीत ईईजी पर देखी गई अल्फा लय को इंगित करता है। मुख्य रूप से Fp1 और Fp2 में कम आयाम और उच्च आवृत्ति गतिविधियां मांसपेशियों की कलाकृतियों (ईईजी ट्रेसिंग, शीर्ष पंक्ति की मोटाई) हैं। लाल एरोहेड (बी और सी, निचली पंक्ति) मिर्गी अध्ययन के दौरान अधिग्रहीत ईईजी पर मिर्गी की गतिविधियों की पहचान करने वाले समय बिंदुओं को इंगित करता है (तेज नीचे या ऊपर की ओर विक्षेप जो कभी-कभी धीमी लहर के बाद होते हैं)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें । चित्रा 4:इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके किसी विषय से प्राप्त प्रतिनिधि एमआरआई डेटा। ध्यान दें कि ईईजी इलेक्ट्रोड ने एक साथ अधिग्रहीत एमआर छवियों पर दृश्यमान कलाकृतियों का कारण नहीं था। (A)चुंबकीकरण ने ग्रेडिएंट इको इमेज के साथ तेजी से अधिग्रहण तैयार किया; (ख)इको प्लानर इमेजिंग । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Discussion

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।

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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 ।

Materials

BrainAmp EXG MR Brain Products, GmBH, Germany MRI-compatible bipolar amplifier
BrainAmp MR Plus Brain Products, GmBH, Germany MRI-compatible EEG amplifier
BrainCap MR Brain Products, GmBH, Germany MRI-compatible EEG cap
ESPA elastic bandage Toyobo co., Ltd. elastic bandage for for wrapping the subject's head
One Shot Plus P EL-II alcohol swab Shiro Jyuji, Inc. Alcohol swab for preparing the skin
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
USB 2 Adapter (BUA) Brain Products, GmBH, Germany USB Adaptor to connect the amplifiers to the recording computer
V19 abrasive conductive gel Brain Products, GmBH, Germany Abrasive gel for the application of the EEG-cap
Yu-ki Ban GS Medical adhesive tape Nitoms, Inc. medical adhesive tape to secure the ECG electrode and carbon wire loops

References

  1. Krakow, K., et al. EEG-triggered functional MRI of interictal epileptiform activity in patients with partial seizures. Brain. 122, 1679-1688 (1999).
  2. Ives, J. R., Warach, S., Schmitt, F., Edelman, R. R., Schomer, D. L. Monitoring the patient’s EEG during echo planar MRI. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 87 (6), 417-420 (1993).
  3. Nunez, P. L., Silberstein, R. B. On the relationship of synaptic activity to macroscopic measurements: does co-registration of EEG with fMRI make sense. Brain Topography. 13 (2), 79-96 (2000).
  4. Kruggel, F., Wiggins, C. J., Herrmann, C. S., von Cramon, D. Y. Recording of the event-related potentials during functional MRI at 3.0 Tesla field strength. Magnetic Resonance in Medicine. 44 (2), 277-282 (2000).
  5. Lemieux, L., Allen, P. J., Franconi, F., Symms, M. R., Fish, D. R. Recording of EEG during fMRI experiments: patient safety. Magnetic Resonance in Medicine. 38 (6), 943-952 (1997).
  6. Benar, C., et al. Quality of EEG in simultaneous EEG-fMRI for epilepsy. Clinical Neurophysiology. 114 (3), 569-580 (2003).
  7. Masterton, R. A., Abbott, D. F., Fleming, S. W., Jackson, G. D. Measurement and reduction of motion and ballistocardiogram artefacts from simultaneous EEG and fMRI recordings. Neuroimage. 37 (1), 202-211 (2007).
  8. Niazy, R. K., Beckmann, C. F., Iannetti, G. D., Brady, J. M., Smith, S. M. Removal of FMRI environment artifacts from EEG data using optimal basis sets. Neuroimage. 28 (3), 720-737 (2005).
  9. vander Meer, J. N., et al. Carbon-wire loop based artifact correction outperforms post-processing EEG/fMRI corrections–A validation of a real-time simultaneous EEG/fMRI correction method. Neuroimage. 125, 880-894 (2016).
  10. Debener, S., et al. Improved quality of auditory event-related potentials recorded simultaneously with 3-T fMRI: removal of the ballistocardiogram artefact. Neuroimage. 34 (2), 587-597 (2007).
  11. Mele, G., et al. Simultaneous EEG-fMRI for functional neurological assessment. Frontiers in Neurology. 10, 848 (2019).
  12. Gotman, J., Kobayashi, E., Bagshaw, A. P., Benar, C. G., Dubeau, F. Combining EEG and fMRI: a multimodal tool for epilepsy research. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 23 (6), 906-920 (2006).
  13. Ford, J. M., Roach, B. J., Palzes, V. A., Mathalon, D. H. Using concurrent EEG and fMRI to probe the state of the brain in schizophrenia. NeuroImage: Clinical. 12, 429-441 (2016).
  14. Menon, V., Crottaz-Herbette, S. . International Review of Neurobiology. , 291-321 (2005).
  15. Liu, T. T. Efficiency, power, and entropy in event-related fMRI with multiple trial types. Part II: design of experiments. Neuroimage. 21 (1), 401-413 (2004).
  16. Liu, T. T., Frank, L. R. Efficiency, power, and entropy in event-related FMRI with multiple trial types. Part I: theory. Neuroimage. 21 (1), 387-400 (2004).
  17. Gotman, J., Benar, C. G., Dubeau, F. Combining EEG and FMRI in epilepsy: methodological challenges and clinical results. Journal of Clinical Neurophysiology. 21 (4), 229-240 (2004).
  18. Gutberlet, I., Ullsperger, M., Debener, S. . Simultaneous EFG and fMRI. , 69-84 (2010).
  19. Brain Products GmbH. Operating and Reference Manual for use in a laboratory and MR environment. BrainAmp series & BrainAmp MR series. , (2020).
  20. Mullinger, K. J., Castellone, P., Bowtell, R. Best current practice for obtaining high quality EEG data during simultaneous FMRI. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (76), e50283 (2013).
  21. Ragazzoni, A., et al. “Hit the missing stimulus”. A simultaneous EEG-fMRI study to localize the generators of endogenous ERPs in an omitted target paradigm. Scientific Reports. 9 (1), 3684 (2019).
  22. . New MRI Safety Labels & Devices Available from: https://www.ismrm.org/smrt/E-Signals/2016FEBRUART/eSig_5_1_hot_2.htm (2016)
  23. Brain Products GmbH. Conditions for safe use of BrainAmp MR amplifiers and accessories in the MR environment. Performing simultaneous EEG-fMRI measurements. , 26-32 (2020).
  24. Allen, P. J., Josephs, O., Turner, R. A method for removing imaging artifact from continuous EEG recorded during functional MRI. Neuroimage. 12 (2), 230-239 (2000).
  25. Dempsey, M. F., Condon, B. Thermal injuries associated with MRI. Clinical Radiology. 56 (6), 457-465 (2001).
  26. Allen, P. J., Polizzi, G., Krakow, K., Fish, D. R., Lemieux, L. Identification of EEG events in the MR scanner: the problem of pulse artifact and a method for its subtraction. Neuroimage. 8 (3), 229-239 (1998).
  27. Cecotti, H., Ries, A. J. Best practice for single-trial detection of event-related potentials: Application to brain-computer interfaces. International Journal of Psychophysiology. 111, 156-169 (2017).
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Khoo, H. M., Fujita, Y., Tani, N., Shimokawa, T., Zazubovits, N., Oshino, S., Gotman, J., Kishima, H. Reliable Acquisition of Electroencephalography Data during Simultaneous Electroencephalography and Functional MRI. J. Vis. Exp. (169), e62247, doi:10.3791/62247 (2021).

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