Wizualizacja parametrów i aktywności elektrycznej mózgu

• Autorzy: Dunajski Z. , Pałko T.

Warianty tytułu

EN

Visualization of parameters and electrical activity of the brain

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mózg wraz z otaczającymi go tkankami stanowi przewodnik objętościowy zawierający struktury aktywne elektrycznie. Odzwierciedleniem aktywności ośrodków w mózgu jest rozkład potencjałów na powierzchni skóry głowy oraz pola magnetycznego w przestrzeni dookoła głowy. W niniejszym artykule opisane zostały modele ośrodków aktywnych i różne metody modelowania głowy, jako przewodnika objętościowego, dla potrzeb lokalizacji ośrodków pobudzenia w mózgu na podstawie zapisów EEG lub MEG. Omówiono zalety i niedostatki poszczególnych modeli. Przedstawiono model złożony z elementów przestrzennych, pozwalający na dokładnie odzwierciedlenie zarówno anizotropii, jaki i niejednorodności przewodności elektrycznej tkanek. Model taki pozwala na osiągnięcie bardzo dobrej dokładności lokalizacji ośrodków pobudzenia w mózgu. W Instytucie Inżynierii Precyzyjnej i Biomedycznej Politechniki Warszawskiej powstało oprogramowanie do tworzenia modeli głowy na podstawie obrazów przekrojów mózgu. Oprogramowanie to pozwala tworzyć realistyczne modele głowy, których parametry mogą być ustalane przez użytkownika dla każdego indywidualnego przypadku oraz uwzględnianie elektrycznych właściwości tkanek głowy. Przedstawiono również możliwości spektroskopii i tomografii elektroimpedancyjnej.

EN

The brain with its surrounding tissues is a multicompartment electrical conductor. The activity is observed as distribution of electric potentials on a scalp and as magnetic field over the head. The different methods of head modelling for a localization of the active sources within the brain based on EEG or MEG recordings are discussed in this article as well as the advantages and drawback of the described models. A model consisting of the volume elements was presented which can take into account an anisotropy and the inhomogeneities of the tissues. This can significantly increase an accuracy of the localization of the active sources within the brain. A computer program to construct the models of the head from the images of the brain slices was elaborated in Institute of Prec. and Biomedical Engineering. The program enables creation the models with parameters which can be set by a user for every individual case and which are conformable to a growing knowledge about the electrical properties of the head tissues. The application of the electroimpedance tomography for tissue characterisation is also presented.

Słowa kluczowe

PL

elektroencefalografia; lokalizacja źródeł; spektroskopia impedancyjna; tomografia impedancyjna

EN

electroencephalography; source localization; impedance spectroscopy; impedance tomography

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 52, nr 11
• Strony: 15--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Dunajski Z.

autor

Pałko T.

• Wydział Mechatroniki, Politechnika Warszawska,

Bibliografia

• [1] Z. Dunajski: Biomagnetyzm; WKiŁ, Warszawa, 1990.
• [2] Malmivuo, J., Plonsey, R., “Bioelectromagnetism”, Oxford Uneversity Press, New York, 1995.
• [3] J. C. Mosher, R. M. Leahy, P. S. Lewis: EEG and MEG: Forward Solutions for Inverse Methods; IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol.46, no. 3, 1999, pp. 245-259.
• [4] Z. Zhang: A fast method to compute surface potentials generated by dipoles within multilayer anisotropic spheres; Phys. Med. Biol., vol. 40, 1995, pp. 335-349.
• [5] M. Orzechowski, Z. Dunajski: Metoda wyznaczania rozkładu potencjałów na powierzchni realistycznego modelu głowy; XII Konferencja Naukowa Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna, Warszawa, listopad 2001.
• [6] C. R. Johnson: Computational and Numerical Methods for Bioelectric Field Problems; Critical Reviews in Biomedical Engineering, 1997.
• [7] M. Fuchs, M. Wagner, J. Kastner: Standarized Boundary And Finite Element Method Volume Conductors Models; 13th International Conference On Biomagnetism BIOMAG 2002, Jena, sierpień 2002.
• [8] Palko T., Galwas B., Pawlicki G.: Bierne właściwości elektryczne tkanek i ich wykorzystanie w medycynie. Rozdz. 8 w książce; Fizyka medyczna, Wyd. Exit, Warszawa 2002.
• [9] Tom Tidswell, Adam Gibson, Richard H. Bayford,* and David S. Holder Three-Dimensional Electrical Impedance Tomography of Human Brain Activity.