Мр 3 электроды: Электроды МР-3 – технические характеристики

Полуавтоматическая и прямая локализация и маркировка электродов ЭЭГ с использованием структурных изображений МРТ для одновременной фМРТ-ЭЭГ

. 2020 22 декабря; 14:558981.

doi: 10.3389/fnins.2020.558981.

Электронная коллекция 2020.

Абхишек С. Бхутада
1
 , Прадьюмна Сепульведа
2
 , Рафаэль Торрес
3
 , Томас Оссандон
3

4
, Серхио Руис
3

4
, Ранганатха Ситарам
3

4

5

Принадлежности

  • 1 Кафедра молекулярной и клеточной биологии, Калифорнийский университет, Беркли, Беркли, Калифорния, США.
  • 2 Институт когнитивной неврологии, Университетский колледж Лондона, Лондон, Соединенное Королевство.
  • 3 Кафедра психиатрии, Медицинский факультет, Междисциплинарный центр неврологии, Папский католический университет Чили, Сантьяго, Чили.
  • 4 Лаборатория интерфейсов мозг-машина и нейромодуляции, Папский католический университет Чили, Сантьяго, Чили.
  • 5 Институт биологической и медицинской инженерии, Папский католический университет Чили, Сантьяго, Чили.

  • PMID:

    33414699

  • PMCID:

    PMC7783406

  • DOI:

    10. 3389/fnins.2020.558981

Бесплатная статья ЧВК

Абхишек С. Бхутада и др.

Фронтальные нейроски.

.

Бесплатная статья ЧВК

. 2020 22 декабря; 14:558981.

doi: 10.3389/fnins.2020.558981.

Электронная коллекция 2020.

Авторы

Абхишек С. Бхутада
1
 , Прадьюмна Сепульведа
2
 , Рафаэль Торрес
3
 , Томас Оссандон
3

4
, Серхио Руис
3

4
, Ранганатха Ситарам
3

4

5

Принадлежности

  • 1 Кафедра молекулярной и клеточной биологии, Калифорнийский университет, Беркли, Беркли, Калифорния, США.
  • 2 Институт когнитивной неврологии, Университетский колледж Лондона, Лондон, Соединенное Королевство.
  • 3 Кафедра психиатрии, Медицинский факультет, Междисциплинарный центр неврологии, Папский католический университет Чили, Сантьяго, Чили.
  • 4 Лаборатория интерфейсов мозг-машина и нейромодуляции, Папский католический университет Чили, Сантьяго, Чили.
  • 5 Институт биологической и медицинской инженерии, Папский католический университет Чили, Сантьяго, Чили.

  • PMID:

    33414699

  • PMCID:

    PMC7783406

  • DOI:

    10. 3389/fnins.2020.558981

Абстрактный

Реконструкция источника электроэнцефалографии (ЭЭГ) оценивает пространственную информацию об электрической активности мозга, полученную с помощью ЭЭГ. Этот метод требует точной идентификации электродов ЭЭГ в трехмерном (3D) пространстве и включает пространственную локализацию и маркировку электродов ЭЭГ. Здесь мы предлагаем новый подход к решению этой двухэтапной проблемы, основанный на одновременном получении ЭЭГ и магнитно-резонансной томографии (МРТ). Для этапа пространственной локализации электродов мы извлекаем координаты электродов из кривизны выступов, сформированных на Т1-взвешенных сканах головного мозга с высоким разрешением. На следующем шаге мы назначаем метки каждому электроду на основе отличительной особенности профиля расстояния электрода по отношению к другим электродам. Затем мы сравниваем данные электрода субъекта с основанными на шаблонах моделями предварительно помеченных профилей расстояния правильно помеченных субъектов. Основываясь на этом подходе, мы смогли локализовать электроды ЭЭГ в 26 моделях головы с более чем 9Точность 0% в 3D локализации электродов. Затем мы выполнили маркировку электродов данных испытуемых с постепенным повышением точности: с точностью ~ 58% на основе одного шаблона ЭЭГ, с точностью ~ 71% на основе 3 шаблонов ЭЭГ и с точностью ~ 76% на основе 5. ЭЭГ-шаблоны. Предлагаемый полуавтоматический метод обеспечивает простую альтернативу для быстрой локализации и маркировки электродов без необходимости какого-либо дополнительного оборудования, кроме того, что уже используется в установке ЭЭГ-фМРТ.


Ключевые слова:

ЭЭГ/фМРТ; маркировка электродов; позиционирование электродов; электроэнцефалография; магнитно-резонансная томография; локализация источника.

Copyright © 2020 Бхутада, Сепульведа, Торрес, Оссандон, Руис и Ситарам.

Заявление о конфликте интересов

w3.org/1999/xlink» xmlns:mml=»http://www.w3.org/1998/Math/MathML» xmlns:p1=»http://pubmed.gov/pub-one»> Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Цифры

РИСУНОК 1

T1-взвешенное (T1W) структурное изображение с…

РИСУНОК 1

Т1-взвешенное (Т1W) структурное изображение с выступами электродов, появляющимися над кожей головы.


РИСУНОК 1

T1-взвешенное (T1W) структурное изображение с выступами электродов, появляющимися над кожей головы.

РИСУНОК 2

Модели головок. (A) Модель головки…

РИСУНОК 2

Модели головок. (A) Модель головы, созданная на основе структурного сканирования T1W…


ФИГУРА 2

Головные модели. (A) Модель головы, созданная на основе структурного сканирования T1W субъекта с помощью Free Surfer. Каждый выступ на коже головы представляет собой электрод ЭЭГ. (B) Кластеры вершин с высокой кривизной используются для генерации положения потенциальных электродов. Разные кластеры изображаются разными цветами. (C) Используя информацию о кривизне модели головы, мы можем идентифицировать электроды, используя предложенный метод.

РИСУНОК 3

Дистанционный профиль. (А) Расстояния от…

РИСУНОК 3

Дистанционный профиль. (A) Расстояния от одного электрода до других электродов образуют определенный…


РИСУНОК 3

Профиль расстояния. (A) Расстояния от одного электрода до других электродов образуют особый шаблон, который можно использовать для идентификации и маркировки электродов. (B) Профили расстояний для шести из 64 электродов субъекта (лобных: FP1 и FPZ, затылочных: O1 и OZ и центральных: CZ и M1). Чтобы построить профиль расстояний, мы установили евклидовы расстояния между интересующим электродом и остальными 63 электродами в порядке убывания. Сравнивая профили расстояния FPZ и OZ, общее расстояние FPZ от всех остальных электродов будет уменьшаться медленнее, чем в случае OZ. Этот профиль используется для индивидуализации электрода для присвоения меток каждому электроду путем сравнения с электродами с известным положением и меткой (Примечание: значения расстояния были извлечены из единиц, доступных через Brainstorm, из томов МРТ).

РИСУНОК 4

Трубопровод обработки. Резюме обработки…

РИСУНОК 4

Трубопровод обработки. Краткое изложение конвейера обработки для локализации и маркировки электродов. Вверху: Во время…


РИСУНОК 4

Конвейер обработки. Краткое изложение конвейера обработки для локализации и маркировки электродов. Вверху: во время регистрации ЭЭГ-фМРТ мы экстраполируем расположение каждого электрода, ища выступы на коже головы субъекта. Внизу: с помощью помеченных шаблонов мы можем классифицировать электрод, сравнивая профили расстояния для каждого немаркированного электрода (белая пунктирная линия) с профилями расстояния для меченых электродов каждого шаблона. Анализ шаблона успешно проголосовал за правильную метку FPZ 3 из 5 голосов шаблона.

РИСУНОК 5

Скорость обнаружения локализации электрода…

РИСУНОК 5

Скорость обнаружения методом локализации электродов. Тепловая карта средней точности для…


РИСУНОК 5

Скорость обнаружения метода локализации электродов. Тепловая карта средней точности локализации электродов по 26 структурным МРТ. Области, отмеченные красным цветом, отражают высокую скорость обнаружения, а области, выделенные синим цветом, отражают низкую скорость обнаружения для идентификации электродов.

РИСУНОК 6

Точность маркировки электродов. Коробчатые сюжеты…

РИСУНОК 6

Точность маркировки электродов. Блочные диаграммы значений TP для разных чисел…


РИСУНОК 6

Точность маркировки электродов. Блочные диаграммы значений TP для различного количества шаблонов: один шаблон (слева), 3 шаблона (в центре) и 5 ​​шаблонов (справа). Красная линия представляет среднее значение. Точки соответствуют точности, полученной для каждого набора электродов (всего 26). По мере увеличения количества шаблонов средняя точность также увеличивается.

РИСУНОК 7

Маркировка электродов. Тепловые карты…

РИСУНОК 7

Маркировка электродов. Тепловые карты среднего значения ТП в маркировке…


РИСУНОК 7

Маркировка электродов. Тепловые карты среднего значения TP при маркировке отдельных электродов с использованием алгоритма профиля расстояния с 1, 3 и 5 шаблонами. Красный цвет соответствует высокой точности маркировки, а синий цвет соответствует низкой точности. Существует положительная связь между количеством шаблонов и точностью маркировки.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

  • Полуавтоматический метод определения положения электродов и меток из гелевых артефактов в ЭЭГ/фМРТ-исследованиях.

    de Munck JC, van Houdt PJ, Verdaasdonk RM, Ossenblok PP.

    де Мунк Дж. К. и соавт.
    Нейроизображение. 2012 2 января; 59 (1): 399-403. doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.07.021. Epub 2011 19 июля.
    Нейроизображение. 2012.

    PMID: 21784161

  • Автоматическое обнаружение и маркировка электродов ЭЭГ высокой плотности на структурных МРТ-изображениях.

    Марино М., Лю К., Брем С., Вендерот Н., Мантини Д.

    Марино М. и др.
    Дж. Нейронная инженерия. 2016 Окт;13(5):056003. дои: 10.1088/1741-2560/13/5/056003. Epub 2016 3 августа.
    Дж. Нейронная инженерия. 2016.

    PMID: 27484621

  • Пространственная локализация электродов ЭЭГ с помощью 3D-сканирования.

    Таберна Г.А., Марино М., Ганцетти М., Мантини Д.

    Таберна Г. А. и соавт.
    Дж. Нейронная инженерия. 2019 апр;16(2):026020. doi: 10.1088/1741-2552/aafdd1. Epub 2019 11 января.
    Дж. Нейронная инженерия. 2019.

    PMID: 30634182

  • Разработка объемных моделей проводников и источников для локализации эпилептических очагов.

    Фукс М., Вагнер М., Кастнер Дж.

    Фукс М. и соавт.
    Дж. Клин Нейрофизиол. 24 апреля 2007 г. (2): 101–19. doi: 10.1097/WNP.0b013e318038fb3e.
    Дж. Клин Нейрофизиол. 2007.

    PMID: 17414966

    Обзор.

  • Пространственная локализация электродов ЭЭГ.

    Кесслер Л., Майяр Л., Бенхадид А., Виньял Дж. П., Браун М., Веспиньяни Х.

    Кесслер Л. и соавт.
    Нейрофизиол клин. 2007 г., апрель-май; 37(2):97-102. doi: 10.1016/j.neucli.2007.03.002. Epub 2007 3 апр.
    Нейрофизиол клин. 2007.

    PMID: 17540292

    Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

  • Изменчивость положений электродов ЭЭГ и лежащих в их основе областей мозга: визуализация гелевых артефактов из одновременного набора данных ЭЭГ-фМРТ.

    Scrivener CL, Reader AT.

    Скривенер С.Л. и соавт.
    Мозговое поведение. 2022 Февраль;12(2):e2476. doi: 10.1002/brb3.2476. Epub 2022 18 января.
    Мозговое поведение. 2022.

    PMID: 35040596
    Бесплатная статья ЧВК.

Рекомендации

    1. Бринкманн Б. Х., О’Брайен Т. Дж., Дрезнер М. А., Лагерлунд Т. Д., Шарбро Ф. В., Робб Р. А. (1998). Локализация ЭЭГ, записанная на скальпе, в объемных данных МРТ. Мозг Топогр. Лето 10 245–253. 10.1023/а:1022266822252

      —

      DOI

      —

      пабмед

    1. Бушби К. , Коул Т., Мэтьюз Дж., Гудшип Дж. (1992). Центиль для окружности головы взрослого человека. Арка Дис. Детство 67 1286–1287. 10.1136/прил.67.10.1286

      —

      DOI

      —

      ЧВК

      —

      пабмед

    1. Батлер Р., Гилберт Г., Деското М., Бернье П. М., Уиттингстолл К. (2017). Применение чувствительной к полимерам последовательности МРТ для локализации электродов ЭЭГ. Дж. Нейроски. Методы 278 36–45. 10.1016/j.jneumeth.2016.12.013

      —

      DOI

      —

      пабмед

    1. Клауснер Т. , Далал С.С., Креспо-Гарсия М. (2017). Оцифровка головы на основе фотограмметрии для быстрой и точной локализации электродов ЭЭГ и реперных маркеров МЭГ с помощью одной цифровой зеркальной камеры. Передний. Неврологи. 11:264. 10.3389/fnins.2017.00264

      —

      DOI

      —

      ЧВК

      —

      пабмед

    1. Далал С.С., Рампп С., Уилломитцер Ф., Эттл С. (2014). Влияние ошибки положения электрода ЭЭГ на окончательную производительность реконструкции источника формирователя луча. Передний. Неврологи. 8:42. 10.3389/fnins.2014.00042

      —

      DOI

      —

      ЧВК

      —

      пабмед

Новые-электроды-для-долгосрочного-мониторинга-ЭЭГ, совместимые-с-3-Tesla-MRI-и-CT-изображениями;-применение-для-пациентов-ОИТ

Новые электроды для долгосрочного мониторинга ЭЭГ, совместимые с МРТ и КТ 3 Тесла; применение для пациентов отделения интенсивной терапии

Номер реферата:
2,151;

Категория отправки:
3. Клиническая нейрофизиология

Год:
2007

Идентификатор отправки:
7600

Источник:
www.aesnet.org

Дата презентации:
30.11.2007 00:00:00

Дата публикации :

29 ноября 2007 г., 06:00

Авторы :

С. Вуллиемоз 1 , Дж. Р. Айвз 2, 3 , Л. Спинелли 9000 7 1 , С. Перриг 1, 4 , Д Пеллис 1 , Ф. Лазейрас 5 , М. Сек 1

Обоснование: Металлические скальповые электроды при КТ или МРТ вызывают серьезные артефакты или вызывают опасения по поводу нагревания. Таким образом, электроды, совместимые с МРТ и КТ, крайне желательны для пациентов, которым требуется непрерывная запись ЭЭГ, а также частая визуализация на основе МРТ или КТ на протяжении всего обследования. Методы. На совместимость и безопасность при МРТ были протестированы три типа электродов: 1) дисковые электроды с золотым покрытием; 2) токопроводящие пластмассовые дисковые электроды; 3) подкожные проволочные электроды (SWE). Чтобы уменьшить артефакты восприимчивости и индукцию, электродные системы разработаны без магнитного материала, с низким содержанием металла, максимально короткой длиной провода и небольшими пластиковыми разъемами. Четырем здоровым людям была выполнена МРТ с различной комбинацией 3-х типов электродов (до 32 электродов). Для компьютерной томографии использовали фантомную голову из плексигласа. Изображения МРТ были получены на МРТ 3 Тесла. Были получены последовательности T1, T2, FLAIR, диффузионной и функциональной МРТ (fMRI). Тот же протокол сбора данных был выполнен без электродов на тех же субъектах. Температуру измеряли четырехканальным оптическим термометром. Электроды SWE/пластиковые диски впоследствии использовались в местном отделении интенсивной терапии (ОИТ) у 13 коматозных и некоматозных пациентов. Результаты: Структурные и диффузионные МР-изображения, а также фМРТ-изображения, полученные с электродами, были отличного качества и не отличались от изображений без электродов. Для КТ пластиковые электроды и SWE обеспечивали хорошее качество изображения, тогда как металлические электроды вызывали массивные артефакты.

Published by admin