แนะนำการทำงานร่วมกันระหว่าง FNIRS และ EEG แบบ Multimodals ตอนที่ 2

ตามที่กล่าวไว้ในบล็อกโพสต์เบื้องต้นของซีรีส์นี้ มีพื้นที่จำกัดบนหนังศีรษะที่ต้องใช้ร่วมกันระหว่างออปโตด fNIRS และอิเล็กโทรด EEG ในการวัดค่า fNIRS-EEG พร้อมกัน การวางตำแหน่งร่วมของ fNIRS และ EEG นั้นมีปัจจัยที่จะต้องคำนึงถึงดังนี้

• อนุญาตให้ครอบคลุมพื้นที่ที่สนใจอย่างเหมาะสม (ใช้พื้นที่ที่มีอยู่จำกัดให้เกิดประโยชน์สูงสุด)
• ตอบสนองความต้องการทางเทคนิคของแต่ละเทคนิค
• ลดการรบกวน

ในบล็อกโพสต์นี้ เราได้กล่าวถึงประเด็นเหล่านี้อย่างละเอียดมากขึ้น โดยอธิบายว่าเหตุใดจึงเกี่ยวข้องกันอย่างไร

EEG นั้นมีความละเอียดเชิงพื้นที่ค่อนข้างต่ำ และโดยปกติแล้วอิเล็กโทรด EEG จะกระจายไปทั่วหนังศีรษะเพื่อให้ครอบคลุมสมองทั้งหมด ในทางตรงกันข้าม fNIRS มีความละเอียดเชิงพื้นที่ค่อนข้างสูง และเป็นเรื่องปกติที่นักวิจัยจะวัดกิจกรรมในพื้นที่เฉพาะ ในพื้นที่ที่สนใจเท่านั้น มีระบบมาตรฐาน เช่น ระบบ 10-20 (รูปที่ 1) แสดงแผนที่เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการวางอิเล็กโทรด EEG ระบบเหล่านี้ใช้จุดสังเกตทางกายวิภาคเพื่อระบุตำแหน่งของอิเล็กโทรดตามขนาดหัว ซึ่งช่วยให้นักวิจัยสามารถวัดและเปรียบเทียบตำแหน่งทางกายวิภาคของหนังศีรษะที่เทียบเท่าระหว่างอาสาสมัครต่างๆ ได้ ตำแหน่งเหล่านี้สามารถใช้เป็นแนวทางสำหรับการวางออปโตด fNIRS

นอกจากนี้ ช่องสัญญาณ EEG ยังวัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดและข้อมูลอ้างอิง การอ้างอิงนี้มักจะเหมือนกันสำหรับอิเล็กโทรดทั้งหมด และอาจเป็นค่าเฉลี่ยของช่องทั้งหมด ค่าเฉลี่ยของติ่งหูสองข้าง หรืออิเล็กโทรดเดียว

ในทางกลับกัน แต่ละช่องสัญญาณ fNIRS จะวัดการเปลี่ยนแปลงของแสงที่ปล่อยออกมาจากเครื่องส่งไปยังเนื้อเยื่อและตรวจพบโดยเครื่องรับที่อยู่ใกล้เคียง ปกติแล้วควรวางออปโตดคู่นี้ให้ห่างจากกัน 30 มม. เพื่อสร้างช่องสัญญาณ (รูปที่ 2) ระยะทางระหว่างออปโตด (IOD) จะกำหนดความลึกของความไว และอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของช่องสัญญาณ (ยาว/สั้น) ตำแหน่ง หรือกลุ่มอายุ

เราอ้างถึงเค้าโครงของออปโตดสำหรับการวัดเป็นเทมเพลตออปโตด เทมเพลตนี้ระบุตำแหน่งของตัวส่งและตัวรับที่เกี่ยวข้องกันเพื่อสร้างช่องการวัด แม่แบบจะถูกเลือกตามขนาดและรูปร่างของพื้นที่เป้าหมาย

สำหรับการวัด fNIRS-EEG พร้อมกัน โดยปกติแล้วออปโตด fNIRS และอิเล็กโทรด EEG จะอยู่ในเฮดแคปเดียวกัน (รูปที่ 4B) เป็นไปได้ที่จะวางอิเล็กโทรดในหมวก fNIRS หรือกลับกัน อย่างไรก็ตาม เราขอแนะนำอย่างยิ่งให้วางขั้วไฟฟ้า EEG ในฝาครอบศีรษะนีโอพรีนที่ให้มาภายในแพ็คเกจ fNIRS ของเรา (รูปที่ 4A)ฃ

ภาพ 4A : หมวก Neoprene ของ Artini

ภาพ 4B : ตำแหน่งการวางอิเล็กโทรตร่วมกันทั้ง EEG (สีขาว) และ Optode สีดำ เพื่อให้สามารถวัดข้อมูลได้ร่วมกัน

ภาพที่ 4C: การติดตั้ง EEG Electrode และ Optode ร่วมกัน เพื่อการวัดแบบ Multomodal

Artinis เราออกแบบและพัฒนาหมวกคลุมศีรษะนีโอพรีนของเราเองให้พอดีกับสรีระ ผ้าดูดซับแสงจากภายนอกและแข็งแรงกว่า จึงมั่นใจได้ว่าออปโตดจะไม่ขยับ อิเล็กโทรด EEG บางชนิดสวมเข้ากับหมวกครอบศีรษะของเราได้อย่างง่ายดาย ขณะที่บางชิ้นอาจต้องใช้ตัวยึดหรืออะแดปเตอร์

หมวกครอบศีรษะของเราออกแบบมาสำหรับการวัดค่า fNIRS เป็นหลัก และด้วยเหตุนี้จึงมีเครื่องหมายออปโตดในตารางประมาณ 30 มม. นอกจากนี้ ตำแหน่ง EEG สำหรับระบบ 10-20 ยังถูกพิมพ์บนเฮดแคป ซึ่งบางครั้งทับซ้อนกับเครื่องหมายกริด 30 มม. (รูปที่ 4A) นักวิจัยมักชอบวางอิเล็กโทรดตามระบบมาตรฐาน EEG และวางออปโตด fNIRS ไว้ระหว่างนั้น

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ระยะห่างระหว่างออปโตดควรอยู่ที่ประมาณ 30 มม. ดังนั้น ขึ้นอยู่กับจำนวนของอิเล็กโทรดและขนาดของอิเล็กโทรด อาจไม่สามารถใส่เทมเพลตออปโตดขนาดใหญ่ (รูปที่ 3) ไว้ระหว่างอิเล็กโทรดได้ ทางออกหนึ่งคือการใช้เทมเพลตสำรองที่ประกอบด้วยเทมเพลตย่อยขนาดเล็กกว่า (รูปที่ 5) อีกวิธีหนึ่งคือการลดจำนวนช่องสัญญาณ EEG

วิธีการแก้ปัญหาดังกล่าวใช้ไม่ได้ในกรณีการวัด fNIRS-EEG ที่มีความหนาแน่นสูง ทางเลือกอื่นสำหรับการศึกษาเหล่านี้คือการใช้ตัวจับแบบรวมที่สามารถรองรับทั้งอิเล็กโทรด EEG และออปโตด fNIRS (รูปที่ 4C) โซลูชันนี้ใช้ได้กับอุปกรณ์ EEG บางรุ่นเท่านั้น

ประการสุดท้าย เนื่องจาก fNIRS เป็นเทคนิคทางแสง จึงไม่คาดว่าจะมีการรบกวนจาก EEG อย่างไรก็ตาม หากวางเซ็นเซอร์ไว้ใกล้กัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของออปโตดอาจทำให้เกิดการรบกวนในสัญญาณ EEG การรบกวนนี้สามารถลดลงได้โดยการลดอิมพีแดนซ์ของอิเล็กโทรดที่ผิวหนัง และด้วยอิมพีแดนซ์ที่ต่ำพอก็สามารถกำจัดได้อย่างสมบูรณ์

Source : Artinis.com