Characterizing and removing strong TMS-induced artifacts from EEG
No Thumbnail Available
Files
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2010
Department
Major/Subject
Lääketieteellinen tekniikka
Mcode
Tfy-99
Degree programme
Language
en
Pages
[6] + 39
Series
Abstract
Transkraniaalisen magneettistimulaation (TMS) ja elektroenkefalografian (EEG) avulla voidaan stimuloida aivokuorta ei-invasiivisesti ja samalla tarkkailla aiheutetun aivoaktivaation leviämistä. TMS-stimulaatio kuitenkin aiheuttaa EEG-signaaliin artefaktoja, jotka voivat kestää jopa kymmeniä millisekunteja ja kokonaan peittää tutkittavan aivoaktiivisuuden. Lihasten aktivoituminen aiheuttaa artefaktoja erityisesti lateraalisilla aivoalueilla, mm. stimuloitaessa aivojen pääasiallisia kielialueita. Tämän työn on tarkoitus oli määrittää, mistä artefaktat johtuvat, ja kuinka niitä voitaisiin pienentää mittauksen aikana ja sen jälkeisessä data-analyysissä. Artefaktojen todettiin olevan suurimmillaan stimuloitaessa anteriorisia ja lateraalisia aivoalueita. Näillä alueilla artefaktojen poistoa vaikeuttavat niiden voimakkuus ja pitkä kesto. Artefaktojen poistoon analyysivaiheessa kokeiltiin kahta menetelmää. Riippumattomien komponenttien analyysi (independent component analysis, ICA) ja monilähdemalliin perustuva korjaus pystyivät poistamaan osan häiriöpiikeistä, mutta vaikuttivat myös aivoperäiseen signaaliin artefaktan aikana ja jälkeen.Transcranial magnetic stimulation (TMS) combined with electroencephalography (EEG) provides a means to non-invasively stimulate cortical brain areas and to monitor the evoked neuronal activation and connectivity. However, TMS causes various artifacts that can distort the EEG signal. Especially in the lateral areas of the brain, which include the main areas of language processing, the muscle artifact can mask the neuronal activity for tens of milliseconds. The purpose of this thesis was to characterize the artifacts and nd ways to reduce them during data acquisition and in o²ine analysis. The results show that the artifact is highest in anterior and lateral areas and that the high amplitude and long duration of the artifact in lateral areas makes removing it a challenging task. Two methods of o²ine artifact removal were evaluated for the high-artifact data. Independent component analysis (ICA) and multiple-source modeling were able to reduce the artifact, but also arected the brain signal during or after the artifact.Description
Supervisor
Ilmoniemi, RistoKeywords
TMS-EEG, ICA, TMS-artefakta, TMS-EEG, TMS artifact, ICA