Электроэнцефалография функциональная магнитно-резонансная томография
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( январь 2010 г. ) |
ЭЭГ-фМРТ (сокращение от ЭЭГ-коррелированная фМРТ или электроэнцефалографически -коррелированная функциональная магнитно-резонансная томография ) — это мультимодальный нейровизуализации метод , при котором данные ЭЭГ и фМРТ регистрируются синхронно для изучения электрической активности мозга во взаимосвязи с гемодинамическими изменениями в мозге во время электрической активности. , будь то нормальная функция или связанная с нарушениями.
Принцип
[ редактировать ]скальпа ЭЭГ отражает электрическую активность мозга и, в частности, постсинаптические потенциалы (см. Тормозной постсинаптический ток и Возбуждающий постсинаптический потенциал ) в коре головного мозга , тогда как фМРТ способна обнаруживать гемодинамические изменения по всему мозгу посредством ЖИРНОГО эффекта. Таким образом, ЭЭГ-фМРТ позволяет измерять как нейрональную, так и гемодинамическую активность, которые составляют два важных компонента механизма нейрососудистой связи .
Методология
[ редактировать ]Одновременное получение данных ЭЭГ и фМРТ достаточного качества требует решения проблем, связанных с потенциальным риском для здоровья (из-за токов, индуцируемых процессом формирования МР- изображения в цепях, создаваемых субъектом и системой регистрации ЭЭГ) и качеством данных ЭЭГ и фМРТ. Существует две степени интеграции сбора данных, отражающие технические ограничения, связанные с помехами между инструментами ЭЭГ и МР. Это: чередующиеся сборы данных, при которых каждый метод сбора данных прерывается по очереди (периодически), чтобы обеспечить запись данных надлежащего качества с помощью другого метода; непрерывный сбор данных, при котором оба метода способны непрерывно записывать данные надлежащего качества. Последнее может быть достигнуто с помощью программного обеспечения для уменьшения артефактов ЭЭГ в режиме реального времени или постобработки. ЭЭГ была впервые зарегистрирована в МР-среде примерно в 1993 году.Несколько групп нашли независимые способы решения проблем взаимного загрязнения сигналов ЭЭГ и фМРТ. Первый непрерывный эксперимент ЭЭГ-фМРТ был проведен в 1999 году. [1] используя подход числовой фильтрации. Вскоре после этого был реализован преимущественно программный метод. [2] Дополнением к настройке ЭЭГ-фМРТ является одновременная и синхронизированная видеозапись без ущерба для качества данных ЭЭГ и фМРТ. [3]
По большей части получение одновременных данных ЭЭГ-фМРТ в настоящее время рассматривается как решенная проблема, и коммерческие устройства доступны от крупных производителей (например, Electrical Geodesics, Inc.; NeuroScan/Compumedics, Inc.; Brain Products; Advanced Neuro). Технология), но проблемы остаются. Например, на ЭЭГ имеются значительные остаточные артефакты, возникающие при каждом ударе сердца . Следы ЭЭГ, которые фиксируют это, часто называют « баллистокардиограммой (БКГ)», поскольку их предположительное происхождение связано с движением отведений ЭЭГ в магнитном поле, возникающем при каждом сердечном сокращении.
Был разработан ряд методов для удаления артефакта БЦЖ из одновременных сигналов ЭЭГ-фМРТ. Большинство ранних методов были основаны на ручной идентификации компонентов шума с использованием независимого анализа компонентов . Однако более поздние методы используют разреженную декомпозицию низкого ранга (LRSD), которая автоматически идентифицирует компоненты шума и приводит к более тщательной «очистке» шума BCG. [4]
Приложения
[ редактировать ]В принципе, этот метод сочетает в себе хорошо документированную способность ЭЭГ характеризовать определенные состояния мозга с высоким временным разрешением и выявлять патологические закономерности со способностью фМРТ (открытой совсем недавно и менее понятной) отображать динамику крови во всем мозге. с высоким пространственным разрешением. До сих пор ЭЭГ-фМРТ в основном рассматривалась как метод фМРТ, в котором синхронно полученная ЭЭГ используется для характеристики активности мозга («состояния мозга») во времени, что позволяет картировать ( посредством статистического параметрического картирования например, ) связанную с ним гемодинамическую активность. изменения.
Первоначальная мотивация для ЭЭГ-фМРТ была в области исследований эпилепсии , в частности изучения интериктальных эпилептиформных разрядов (СВУ, или интериктальных спайков ) и их генераторов, а также судорог. ИЭУ — это непредсказуемые субклинические явления у пациентов с эпилепсией, которые можно наблюдать только с помощью ЭЭГ (или МЭГ ). Таким образом, запись ЭЭГ во время проведения фМРТ позволяет изучить их гемодинамические корреляты. Этот метод может выявить гемодинамические изменения, связанные с СВУ и судорогами , и зарекомендовал себя как мощный научный инструмент. Одновременная и синхронизированная видеозапись идентифицирует клиническую судорожную активность наряду с электрофизиологической активностью на ЭЭГ, что помогает исследовать коррелирующие гемодинамические изменения в мозге во время приступов.
Клиническая ценность этих результатов является предметом текущих исследований, но недавние исследования предполагают приемлемую надежность исследований ЭЭГ-фМРТ и лучшую чувствительность сканеров с более сильным полем зрения. [5] Помимо эпилепсии, ЭЭГ-фМРТ использовалась для изучения реакций мозга, связанных с событиями (вызванных внешними раздражителями), и предоставила важные новые сведения об базовой активности мозга во время бодрствования и сна .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бонмассар Дж; Анами К; Айвз-младший; Белливо Дж.В.) (1999). «Визуальный вызванный потенциал (ЗВП), измеренный с помощью одновременной 64-канальной ЭЭГ и 3Т фМРТ». НейроОтчет . 10 (11): 1893–1897. дои : 10.1097/00001756-199906230-00018 . ПМИД 10501528 .
- ^ Лемье Л., Салек-Хаддади А., Джозефс О. и др. (сентябрь 2001 г.). «ФМРТ, связанная с событием, с одновременной и непрерывной ЭЭГ: описание метода и первоначальный отчет о случае». НейроИмидж . 14 (3): 780–7. дои : 10.1006/нимг.2001.0853 . ПМИД 11506550 . S2CID 17232865 .
- ^ Чаудхари У.Дж., Коккинос В., Кармайкл Д.В., Родионов Р., Гасстон Д., Дункан Дж.С., Лемье Л. (март 2010 г.). «Внедрение и оценка одновременной видеоэлектроэнцефалографии (Видео-ЭЭГ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ)» (PDF) . Магнитно-резонансная томография . 28 (8): 1192–1199. дои : 10.1016/j.mri.2010.01.001 . ПМИД 20233646 .
- ^ Жиль Дж; Мейер Т; Дуглас ПК (2014). «Использование разреженности: метод низкоранговой + разреженной декомпозиции (LR + SD) для автоматического удаления артефактов ЭЭГ» . Семинар MICCAI по методам разреженности .
- ^ Голипур Т., Мёллер Ф., Питтау Ф. и др. (ноябрь 2010 г.). «Воспроизводимость интериктальных результатов ЭЭГ-фМРТ у больных эпилепсией» . Эпилепсия . 52 (3): 433–442. дои : 10.1111/j.1528-1167.2010.02768.x . ПМК 3792085 . ПМИД 21054351 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Риттер П., Виллрингер А (2006). «Одновременная ЭЭГ-фМРТ». Неврологические и биоповеденческие обзоры . 30 (6): 823–38. doi : 10.1016/j.neubiorev.2006.06.008 . ПМИД 16911826 . S2CID 1032514 .
- Лауфс Х., Дункан Дж.С. (август 2007 г.). «Электроэнцефалография/функциональная МРТ при эпилепсии человека: что она в настоящее время может и чего не может». Современное мнение в неврологии . 20 (4): 417–23. дои : 10.1097/WCO.0b013e3282202b92 . ПМИД 17620876 . S2CID 9119312 .