0503.參考電極和患者接地電極

宏觀電極參考電極：在使用系統(tǒng)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(tǒng)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，并且宏觀電極和微電極的參考電極可以不同。對于宏觀電極，在可行的情況下，選擇白質(zhì)中具有平坦腦電圖信號且無癲癇活動的接觸點(diǎn)。如果沒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?yàn)轭^皮電極更有可能記錄到肌肉偽影，并且容易從皮膚上脫落，這會在所有數(shù)據(jù)中引入噪聲。

微電極參考電極：對于每個(gè)微電極，使用同一束中沒有多單元活動（MUA）且沒有偽影的微導(dǎo)線作為參考電極，以避免將這些活動引入所有電極。對于型號1以及絕大多數(shù)的型號2和型號3，從8根微導(dǎo)線中選擇一根。對于型號2和型號3，使用未絕緣的參考微導(dǎo)線在大多數(shù)情況下會導(dǎo)致微電極信號中的噪聲水平較高，可能是因?yàn)殡姌O之間的阻抗差異過大。僅在3名患者中使用了這種方式。使用普通微導(dǎo)線作為參考電極將增強(qiáng)對非常局部活動的檢測，但也會消除微導(dǎo)線記錄的所有共同活動，特別是由較大神經(jīng)元群體的平均活動產(chǎn)生的局部場電位（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電位（LFP）活動引入所有微導(dǎo)線中。無論使用哪根導(dǎo)線作為參考電極，對局部場電位（LFP）的影響可能會因腦內(nèi)微導(dǎo)線之間的距離而有所不同，而對于某型號電極來說，這種距離是不可預(yù)測的。

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

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(dāng)使用兩個(gè)不同的放大器時(shí)，通過跨接電纜使用相同的患者接地電極來為兩個(gè)放大器接地。

06.數(shù)據(jù)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(dāng)連續(xù)采集數(shù)周時(shí)，這可能會產(chǎn)生大量需要管理和存儲的數(shù)據(jù)。以32千赫茲記錄2小時(shí)的單個(gè)通道數(shù)據(jù)量接近0.5GB。在2到3周內(nèi)，對大約100個(gè)宏觀和微電極（包括8到32根微導(dǎo)線）的連續(xù)記錄會積累2到3TB的數(shù)據(jù)。

由于研究中心（巴黎腦研究所）和癲癇科位于醫(yī)院場地內(nèi)的不同建筑物中，且網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施相互獨(dú)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(xiàn)了數(shù)據(jù)的直接傳輸。每晚，由NeuraLynx公司系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)都會傳輸?shù)桨屠枘X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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)都會進(jìn)行偽匿名化。所有記錄的數(shù)據(jù)被分割成最大時(shí)長為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)會丟失文件之間的樣本，因此記錄通常持續(xù)24小時(shí)，然后使用Matlab軟件離線分割成2小時(shí)的文件，且不會丟失數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)按照患者進(jìn)行整理，并采用標(biāo)準(zhǔn)化的命名和組織方式，以便于訪問所需的數(shù)據(jù)集。采集設(shè)置、影像資料和臨床信息會添加到每位患者的文件夾中。數(shù)據(jù)訪問通過個(gè)人身份標(biāo)識和密碼進(jìn)行安全保護(hù)，合作者可按需獲取訪問權(quán)限。由臨床軟件采集的數(shù)據(jù)由醫(yī)院的信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)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(jù)術(shù)前結(jié)構(gòu)磁共振成像（MRI）序列計(jì)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(biāo)準(zhǔn)化；3）以術(shù)前結(jié)構(gòu)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(zhǔn)；4）通過對術(shù)后TDM上存在的電極偽影進(jìn)行分割，并根據(jù)它們與在立體定向引導(dǎo)設(shè)備（ROSA或Leksell）上規(guī)劃的理論軌跡的距離對其進(jìn)行分類，在術(shù)后CT序列上自動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(biāo)記。第一個(gè)模塊可用于檢查并在必要時(shí)糾正自動定位階段可能出現(xiàn)的不匹配情況。第二個(gè)模塊稱為EPILOC-VIEW，它創(chuàng)建了一個(gè)界面，使用戶能夠在一個(gè)3D場景中輕松瀏覽，其中融合了不同流程的所有結(jié)果。用戶可以在不同的植入電極和接觸點(diǎn)之間瀏覽，并通過選擇經(jīng)典視圖或沿電極軸的視圖來聚焦于每個(gè)電極，這對于更好地識別微電極的痕跡非常重要（圖1）。結(jié)構(gòu)圖像標(biāo)準(zhǔn)化使得能夠在MNI空間中呈現(xiàn)所有患者的數(shù)據(jù)，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(qū)（SOZ）中的位置是從臨床報(bào)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(shù)據(jù)質(zhì)量和偽影，還需要對病理或生理活動進(jìn)行標(biāo)注，以便進(jìn)行進(jìn)一步分析。然而，自2012年以來采集的數(shù)據(jù)很難用現(xiàn)有的軟件讀取。宏觀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(shù)據(jù)是在不同的放大器上采集的，并以不同的數(shù)據(jù)文件和格式保存。由于轉(zhuǎn)換為不同的數(shù)據(jù)格式而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)重復(fù)，隨著連續(xù)記錄的進(jìn)行，成為了一個(gè)存儲問題。為了解決這些問題，內(nèi)部開發(fā)的腦電圖/腦磁圖（EEG/MEG）軟件MUSE（補(bǔ)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和微電極信號。對于在不同放大器上采集的宏觀和微電極信號，使用模擬同步觸發(fā)器進(jìn)行離線處理，以找到信號之間的延遲并同步兩個(gè)可視化窗口。當(dāng)宏觀和微電極信號在同一個(gè)NeuraLynx公司系統(tǒng)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)作間期活動等）進(jìn)行標(biāo)注。