Page 10 - IFM_201303_vB calosc 150 dpi

vol. 2 3/2013 Inżynier i Fizyk Medyczny

122

artykuł

\

article

neurologia

\

neurology

Z powyższych względów w

czepkach do rejestracji sygnałów

EEG w polu magnetycznym skanera MRI stosuje się następujące

zasady [5]:

•

zaleca się elektrody wykonane z proszku spiekanego węgla

z

napylonymi cząsteczkami Ag/AgCl. W

niektórych rozwią-

zaniach stosuje się rezystory (5-15 k Ω);

•

zaleca się przewody węglowe lub miedziane;

•

zaleca się równoległe prowadzenie przewodów (długości

i

kształt przewodów należy tak dobrać, aby sygnał RF nie

wzbudzał w nich sygnałów rezonansowych);

•

przewody elektrod należy prowadzić na zewnętrznej po-

wierzchni czepka, aby uniknąć kontaktu ze skórą;

•

dłuższe odprowadzenia np. sygnału EKG należy prowadzić

w osłonce zapewniającej izolację termiczną.

W jednoczesnych badaniach fMRI i

EEG trzeba mieć na uwa-

dze, że spełnienie wymagań bezpieczeństwa obowiązujących

dla każdego z

tych badań nie jest wystarczające. Istotne są in-

terakcje między dwoma systemami. Każda zmiana sekwencji

i

parametrów w

badaniu MRI wymaga analizy pod względem

możliwego wpływu na bezpieczeństwo, jak również na jakość

rejestrowanych sygnałów EEG i MRI.

Jednoczesne wykonanie badań fMRI i

EEG ma na celu po-

znanie aktywności poszczególnych modułów czynnościowych

w mózgu, a

także ich reaktywność na bodźce różnej modalno-

ści: wzrokowe, słuchowe lub czuciowe. Istotnym diagnostycznie

aspektem badań jest lokalizacja źródła sygnału np. iglic padacz-

kowych. Porównanie lokalizacji wskazanej przez zmianę ukrwie-

nia i

utlenowania w

obrazie fMRI z

lokalizacją źródła czynności

istotnie zwiększa wiarygodność wyników.

Metody fMRI i

EEG różnią się rozdzielczością czasową i

prze-

strzenną. W

badaniach strukturalnych oraz fMRI rozdzielczość

przestrzenna jest rzędu milimetrów, natomiast czasowa – rzę-

du 60-100 ms/slice, czyli kilku sekund dla całej objętości mózgu.

Ponadto w

badaniu fMRI rejestrowana jest zmiana ukrwienia

związana z

cyklem pracy serca, średnio 72/min. Odwrotnie

jest dla sygnałów i map EEG. Charakteryzują się one dużą roz-

dzielczością czasową, zależnie od częstotliwości próbkowania,

może być np. 1 ms lub większa. Wzmacniacze w

aparaturze EEG

umożliwiają próbkowanie z częstotliwością do 20 kHz/kanał. Na-

tomiast rozdzielczość przestrzenna na mapach aktywności bio-

elektrycznej mózgu zależna jest od liczby elektrod, ale nawet dla

256 elektrod jest znacznie mniejsza niż na obrazie MRI.

Pomimo ograniczeń jednoczesne badania struktury, funkcji

i

czynności mózgu metodą fMRI i

EEG stanowią jedyną możli-

wość badania dynamiki czynności mózgu oraz integrację badań

czynnościowych i

strukturalnych. Nowoczesne systemy, dzięki

możliwości wyznaczenia współrzędnych elektrod EEG na obra-

zie struktury mózgu oraz synchronizacji sekwencji skanera, za-

pisu EEG i

aplikacji bodźców, umożliwiają kompilację obrazów

strukturalnych i

czynnościowych, wykorzystując wysoką roz-

dzielczość przestrzenną badania MRI i

czasową badania EEG.

Literatura

1.

P. Jezzard, P.M. Matthews, S. Smith:

Functional MRI: an introduc-

tion to methods

, Oxford University Press, 2009.

2.

S. Ogawa, T. Lee, A. Kay, D. Tank:

Brain Magnetic Resonance Ima-

ging with Contrast Dependent on Blood Oxygenation

, Proc Natl

Acad Sci USA, 87, 1990, 9868-9872.

3.

S. Rombouts, F. Barkhof, P. Scheltens:

Clinical applications of

functional brain MRI

, Oxford University Press, 2007.

4.

Ch. Mulert, L. Lemieux:

EEG-fMRI. Physiological basis, technique

and application

, Springer, 2010.

5.

M. Ullsperger, S. Debener (eds.):

Simultaneous EEG and fMRI. Re-

cording, analysis and application

, Oxford University Press, 2010.

6.

F.H. Duffy, V.G. Iyer, W.W. Surwillo:

Clinical electroencephalo-

graphy and topographic brain mapping: Technology and practice

,

New York: Springer-Verlag, 1989.

7.

IEC (2002b)

International standard, medical equipment, part 2-26:

particular requirements for the safety of electroencephalograms.

International Electrotechnical Commision 60601-2-26

, Geneva.

8.

IEC (2005)

International standard, medical equipment, part 1: par-

ticular requirements for basic safety and essential performance.

International Electrotechnical Commision 60601-1-2005

, Geneva.

9.

IEC (2002a)

International standard, medical equipment, part 2-33:

particular requirements for the safety of magnetic resonance

equipment for medical diagnosis. International Electrotechnical

Commision 60601-2-33

, Geneva.

10.

V. Meriläinen:

Magnetic resonance imaging with simultaneous

electroencephalography recording safety issues

, [in:]

Department

of electrical and communications engineering

, Helsinki University

of Technology (Master Thesis).

11.

L. Lemieux, P.J. Allen, F. Franconi, et al.:

Recording of EEG during

fMRI experiments: patient safety

, Magn Reson Med, 38, 1997,

943-952.