Electroencephalography in a 3-T Magnetic Resonance Imaging Scanner

Abstract

Elektroenkefalografia (EEG) ja toiminnallinen magneettikuvaus (fMRI) ovat potilaaseen kajoamattomia aivotoiminnan kuvantamismenetelmiä, jotka täydentävät toisiaan. Yhdistämällä nämä menetelmät saadaan sekä ajallisesti että paikallisesti tarkempaa tietoa aivojen toiminnasta kuin muilla vastaavilla menetelmillä. Samanaikainen EEG:n ja fMRI:n mittaaminen on kuitenkin haastavaa, sillä mittauksissa on huomioitava magneettikuvien ja EEG-signaalin laatu sekä koehenkilön turvallisuus. Tässä työssä käsitellään kahta ensimmäistä kohtaa.

Työssä tutkittiin, mitkä kaupallisen EEG-järjestelmän osat synnyttävät häiriöitä magneettikuviin. EEG-elektrodien johtimien liittimet aiheuttivat kuviin useiden senttimetrien syvyydelle ulottuvia vääristymiä, joiden havaittiin pienenevän, mikäli liitin vietiin kauemmaksi kuvattavasta kohteesta. Mittausten perusteella liittimet tulisi joko viedä kauemmaksi koehenkilön ihosta tai vaihtaa ei-magneettisiin vaihtoehtoihin häiriöiden pienentämiseksi. Muiden järjestelmän osien aiheuttamat magneettikuvavääristymät olivat vähäisempiä.

Lisäksi työssä tarkasteltiin muuttumattoman magneettikentän vaikutusta EEG-signaalin laatuun. Koehenkilöltä mitattiin 3 teslan magneettikentässä rytmistä alfatoimintaa, jota voidaan havaita 8-13 Hz taajuuksilla aivojen takaosissa. Mittauksella pyrittiin selvittämään sydämen sykkeeseen liittyviä EEG-signaalin häiriöitä, jotka tyypillisesti vahvistuvat magneettikentässä. Voimakkaista häiriöistä huolimatta alfatoimintaa kyettiin havaitsemaan. Lisäksi EEG-signaalista löydettiin odottamaton häiriö, jonka taajuusjakaumassa nähtiin useita pienivarianssisia huippuja 24 Hz:n ympärillä. Häiriön todettiin johtuvan todennäköisimmin magneettikuvauslaitteen jäähdytyspumpusta.

Työn perusteella voitiin todeta EEG-vahvistimen toimivan hyvin 3 teslan kentänvoimakkuudessa. Alustavissa teknisissä mittauksissa havaittiin vahvistimen toimivan myös magneettikuvauslaitteen toimintaan liittyvien nopeasti muuttuvien magneettikenttien aikana. Ennen kuin mittaukset voidaan aloittaa koehenkilöillä, tulee turvallisuusnäkökohdista kuitenkin huolehtia.