Methods and requirements for accurate localisation of sensors in on-scalp magnetoencephalography

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Parkkonen, Lauri
dc.contributor.author Zetter, Rasmus
dc.date.accessioned 2016-11-02T09:24:08Z
dc.date.available 2016-11-02T09:24:08Z
dc.date.issued 2016-10-31
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/23208
dc.description.abstract Magnetoencephalography (MEG) is a noninvasive functional neuroimaging method which is used both in neuroscientific research and clinical medicine. Current state-of-the-art MEG systems require cryogenic cooling as well as thermal insulation between the sensors and the head of subjects, leading to lower sensitivity due to the relatively large spatial separation. Recently, a new type of sensor has been developed that does not require cryogenic temperatures to operate and can thus be placed much closer to the scalp of subjects. In such an on-scalp MEG system, the sensors of the array could be freely moveable in relation to each other as to conform to the head shape and size of individual subjects. To properly estimate the location and extent of neural sources within the brain, one needs to accurately know the position of all sensors in relation to the head. In on-scalp MEG systems this seemingly mundane issue becomes important, as all sensors must be localised individually. Large errors in the sensor positions may result in considerable errors in source estimates. In this thesis, different sensor localisation methods to be used in co-registration of MEG data with structural magnetic resonance images were examined, and the performance requirements for such methods were determined through the use of simulations. We found that the maximum acceptable root-mean-square sensor position error is $\sim3$ mm, which is achievable for most localisation methods examined. Thus the choice of method depends less on the localisation accuracy and more on other parameters such as ease of use, cost and commercial availability. en
dc.description.abstract Magnetoencefalografi (MEG) är en noninvasiv metod för undersökning av hjärnfunktion. MEG används både inom neurovetenskaplig forskning och klinisk medicin. Nuvarande MEG-system kräver kryogen nedkylning och värmeisolering mellan sensorerna och försökspersonens huvud, vilket leder till nedsatt känslighet på grund av det relativt stora avståndet mellan sensorerna och hjärnan. Nyligen har en ny typ av sensorer utvecklats som inte kräver kryogen nedkylning, och kan därmed placeras mycket närmare huvudet. I ett så kallat "on-scalp" MEG-system kunde sensorerna vara fritt flyttbara i förhållande till varandra för att på bästa sätt passa försökspersonens huvudform och -storlek. För att kunna avgöra varifrån inuti hjärnan MEG-signaler härstammar bör man veta sensorernas exakta position i förhållande till huvudet. I ett on-scalp MEG-system blir detta synligtvis triviala problem viktigt, i och med att alla sensorer måste lokaliseras enskilt. Ifall det uppstår fel i deras positioner kan detta orsaka märkbara fel i var hjärnaktiviteten som givit upphov till MEG-signalen avgörs vara. I detta diplomarbete har olika metoder för att lokalisera sensorerna undersökts, och noggrannhetskraven för dessa metoder har fastställts genom flera olika typers simuleringar. Utgående från dessa fastställdes det maximala tolererbara kvadratiska medelvärdesfelet i sensorernas position till $\sim3$ mm. Denna noggrannhetsnivå är uppnåelig för de flesta av de undersökta lokaliseringsmetoderna. Därmed bör valet av lokaliseringsmetod grunda sig på andra variabler såsom användarvänlighet, bekostnad och kommersiell tillgänglighet. sv
dc.format.extent 7 + 57
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Methods and requirements for accurate localisation of sensors in on-scalp magnetoencephalography en
dc.title Metoder och krav för noggrann lokalisering av sensorer i on-scalp magnetoencefalografi sv
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword magnetoencephalography en
dc.subject.keyword optically-pumped magnetometers en
dc.subject.keyword co-registration en
dc.subject.keyword simulation en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201611025309
dc.programme.major Bioniikka fi
dc.programme.mcode S3006 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Parkkonen, Lauri
dc.programme EST fi
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse