0503.參考電極和患者接地電極

宏觀(guān)電極參考電極：在使用系統進(jìn)行記錄時(shí)（2018年11月之前），使用頭皮參考電極，盡可能放置在靠近頭頂（Cz）的位置。在使用NeuraLynx公司系統進(jìn)行記錄時(shí)，參考電極可以從任何已記錄的電極中選擇，并且宏觀(guān)電極和微電極的參考電極可以不同。對于宏觀(guān)電極，在可行的情況下，選擇白質(zhì)中具有平坦腦電圖信號且無(wú)癲癇活動(dòng)的接觸點(diǎn)。如果沒(méi)有這樣的電極接觸點(diǎn)，則使用Cz頭皮電極。盡可能避免使用后者，因為頭皮電極更有可能記錄到肌肉偽影，并且容易從皮膚上脫落，這會(huì )在所有數據中引入噪聲。

微電極參考電極：對于每個(gè)微電極，使用同一束中沒(méi)有多單元活動(dòng)（MUA）且沒(méi)有偽影的微導線(xiàn)作為參考電極，以避免將這些活動(dòng)引入所有電極。對于型號1以及絕大多數的型號2和型號3，從8根微導線(xiàn)中選擇一根。對于型號2和型號3，使用未絕緣的參考微導線(xiàn)在大多數情況下會(huì )導致微電極信號中的噪聲水平較高，可能是因為電極之間的阻抗差異過(guò)大。僅在3名患者中使用了這種方式。使用普通微導線(xiàn)作為參考電極將增強對非常局部活動(dòng)的檢測，但也會(huì )消除微導線(xiàn)記錄的所有共同活動(dòng)，特別是由較大神經(jīng)元群體的平均活動(dòng)產(chǎn)生的局部場(chǎng)電位（LFP）的慢成分。相反，未絕緣的參考電極將更好地保留局部場(chǎng)電位（LFP）的慢成分，但由于電極捕獲的信號在阻抗和幅度上的差異，也可能將相同的局部場(chǎng)電位（LFP）活動(dòng)引入所有微導線(xiàn)中。無(wú)論使用哪根導線(xiàn)作為參考電極，對局部場(chǎng)電位（LFP）的影響可能會(huì )因腦內微導線(xiàn)之間的距離而有所不同，而對于某型號電極來(lái)說(shuō)，這種距離是不可預測的。

每天檢查微電極的信號質(zhì)量。如果所有導線(xiàn)上都出現了多單元活動(dòng)（MUA）或偽影，這通常意味著(zhù)參考電極被這些活動(dòng)污染了，此時(shí)會(huì )選擇微電極束中的另一根微導線(xiàn)作為參考電極。

接地電極：使用鎖骨上的頭皮電極作為患者的接地電極。在2018年11月之前，當使用兩個(gè)不同的放大器時(shí)，通過(guò)跨接電纜使用相同的患者接地電極來(lái)為兩個(gè)放大器接地。

06.數據管理

0601.存儲

微電極以高采樣率記錄（在我們的配置中為32千赫茲），當連續采集數周時(shí)，這可能會(huì )產(chǎn)生大量需要管理和存儲的數據。以32千赫茲記錄2小時(shí)的單個(gè)通道數據量接近0.5GB。在2到3周內，對大約100個(gè)宏觀(guān)和微電極（包括8到32根微導線(xiàn)）的連續記錄會(huì )積累2到3TB的數據。

由于研究中心（巴黎腦研究所）和癲癇科位于醫院場(chǎng)地內的不同建筑物中，且網(wǎng)絡(luò )基礎設施相互獨立，自2013年2月起，一根光纖從癲癇科延伸至研究中心的服務(wù)器，實(shí)現了數據的直接傳輸。每晚，由NeuraLynx公司系統采集的數據都會(huì )傳輸到巴黎腦研究所的服務(wù)器上，方便研究人員快速查看和分析。在將數據存儲到服務(wù)器之前，如果在采集時(shí)未進(jìn)行偽匿名處理，所有數據都會(huì )進(jìn)行偽匿名化。所有記錄的數據被分割成最大時(shí)長(cháng)為2小時(shí)的文件，以便使用不同的可視化和分析軟件對其進(jìn)行高效讀取。由于Cheetah軟件在分割文件時(shí)會(huì )丟失文件之間的樣本，因此記錄通常持續24小時(shí)，然后使用Matlab軟件離線(xiàn)分割成2小時(shí)的文件，且不會(huì )丟失數據。數據按照患者進(jìn)行整理，并采用標準化的命名和組織方式，以便于訪(fǎng)問(wèn)所需的數據集。采集設置、影像資料和臨床信息會(huì )添加到每位患者的文件夾中。數據訪(fǎng)問(wèn)通過(guò)個(gè)人身份標識和密碼進(jìn)行安全保護，合作者可按需獲取訪(fǎng)問(wèn)權限。由臨床軟件采集的數據由醫院的信息技術(shù)基礎設施進(jìn)行存儲和管理。

0602.電極定位與可視化

在EPILOC工具箱中，開(kāi)發(fā)了兩個(gè)模塊，用于在空間和解剖學(xué)上對植入的電極及其接觸點(diǎn)進(jìn)行定位。它們基于多個(gè)圖像處理流程，使用了Brainvisa和Freesurfer軟件，這些流程旨在根據術(shù)前結構磁共振成像（MRI）序列計算解剖模型；2）將該序列在蒙特利爾神經(jīng)學(xué)研究所（MNI）模板上進(jìn)行標準化；3）以術(shù)前結構MRI為參考，使用塊匹配算法在患者的原始空間中對術(shù)前和術(shù)后序列進(jìn)行配準；4）通過(guò)對術(shù)后TDM上存在的電極偽影進(jìn)行分割，并根據它們與在立體定向引導設備（ROSA或Leksell）上規劃的理論軌跡的距離對其進(jìn)行分類(lèi)，在術(shù)后CT序列上自動(dòng)定位深度立體腦電圖（sEEG）電極；5）使用MNI圖譜和患者特定的解剖模型對所有接觸點(diǎn)進(jìn)行標記。第一個(gè)模塊可用于檢查并在必要時(shí)糾正自動(dòng)定位階段可能出現的不匹配情況。第二個(gè)模塊稱(chēng)為EPILOC-VIEW，它創(chuàng )建了一個(gè)界面，使用戶(hù)能夠在一個(gè)3D場(chǎng)景中輕松瀏覽，其中融合了不同流程的所有結果。用戶(hù)可以在不同的植入電極和接觸點(diǎn)之間瀏覽，并通過(guò)選擇經(jīng)典視圖或沿電極軸的視圖來(lái)聚焦于每個(gè)電極，這對于更好地識別微電極的痕跡非常重要（圖1）。結構圖像標準化使得能夠在MNI空間中呈現所有患者的數據，并在原始空間和MNI空間中對其進(jìn)行可視化。在術(shù)后三維CT掃描中檢測微電極。通過(guò)與術(shù)前MRI序列進(jìn)行疊加，可以確定個(gè)體的解剖學(xué)位置。它們在癲癇發(fā)作起始區（SOZ）中的位置是從臨床報告中提取的。

0603.信號可視化

通常不僅需要檢查原始信號以評估數據質(zhì)量和偽影，還需要對病理或生理活動(dòng)進(jìn)行標注，以便進(jìn)行進(jìn)一步分析。然而，自2012年以來(lái)采集的數據很難用現有的軟件讀取。宏觀(guān)和微電極信號是以不同的采樣率采集的，而這在腦電圖可視化軟件中通常是不支持的。此外，2012年之前的數據是在不同的放大器上采集的，并以不同的數據文件和格式保存。由于轉換為不同的數據格式而導致的數據重復，隨著(zhù)連續記錄的進(jìn)行，成為了一個(gè)存儲問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，內部開(kāi)發(fā)的腦電圖/腦磁圖（EEG/MEG）軟件MUSE（補充圖3）進(jìn)行了更新，以便能夠直接從不同的文件格式和不同的采樣率可視化宏觀(guān)和微電極信號。對于在不同放大器上采集的宏觀(guān)和微電極信號，使用模擬同步觸發(fā)器進(jìn)行離線(xiàn)處理，以找到信號之間的延遲并同步兩個(gè)可視化窗口。當宏觀(guān)和微電極信號在同一個(gè)NeuraLynx公司系統上同步采集時(shí)，所有信號都可以以其原始采樣率進(jìn)行可視化。MUSE軟件還允許分別在不同頻率下對宏觀(guān)和微電極進(jìn)行濾波，并對偽影和感興趣的事件（即癲癇發(fā)作、發(fā)作間期活動(dòng)等）進(jìn)行標注。