EEG sous IRM

Le CENIR a la compétence et le matériel nécessaire afin de réaliser des études mêlant les modalités EEG et IRMf. Les signaux de ces deux modalités sont acquis simultanément.

Le système EEG utilisé au CENIR est un système BrainAmp, avec un casque 64 voies et deux amplificateurs 32 voies.

Plusieurs protocoles ont déjà été menés à leur terme.

Acquisition en simultané de ces modalités

L'acquisition en parallèle de plusieurs modalités ouvre de nouvelles portes aux équipes de recherche.

Apport de l'EEG sous IRM

L'enjeu d'acquérir ces deux modalités simultanément est d'allier la résolution spatiale de l'IRMf (de l'ordre du millimètre) à la résolution temporelle de l'EEG (de l'ordre de la milliseconde).

Obstacles techniques

Compatibilité du matériel

Ces deux techniques d'acquisition de données sont concurrentes : le fonctionnement de l'IRM impose un champ magnétique très puissant alors que le casque EEG récupère le champ électrique au niveau du scalp du sujet. Le casque EEG, réalisé de telle sorte qu'il est IRM compatible (il ne contient pas de matériaux ferro-magnétiques, les électrodes ne chauffent pas en présence du champ magnétique, etc), est relié par des nappes (blindées par du papier d'aluminium relié à la terre de la cage de Faraday) à deux amplificateurs alimentés par une batterie disposés à la sortie arrière du tunnel de l'IRM. Ces trois blocs sont également compatibles IRM.

Artefacts produits sur les images IRM

Le gel utilisé pour assurer la conductance entre le scalp du sujet et les électrodes crée de petits artefacts sur les images IRM, mais ceux-ci ne traversent pas l'os du crâne.

Le rapport signal sur bruit global sur les images IRMf diminue en présence du casque EEG. Il a été mesuré et il est acceptable pour mener à bien les analyses statistiques de l'IRMf.

Artefacts produits sur le signal EEG

Les gradients de l'IRM sont enregistrés par le système EEG. Ils sont retirés, a posteriori, par une méthode de soustraction.

Cette méthode suppose que les amplificateurs EEG ne saturent pas et que les artefacts soient extrêmement reproductibles. C'est le cas si le sujet garde sa tête immobile comme on le lui demande en l'installant dans le tunnel de l'IRM. Cette méthode de correction du signal passe par le moyennage de tous les Ième artefacts (I allant de 1 au nombre de coupes par volume) enregistrés et, de ce fait, requiert une très bonne synchronisation coupe par coupe (précision attendue < 1 ms).

Cette synchronisation est réalisée de deux façons parallèles :

1. Le matériel BrainAmp est capable de se synchroniser sur l'horloge interne du système pilotant l'IRM (cadencée à 10 MHz pour la Trio TIM 3T). Le système est capable de se recaler sur cette horloge toutes les N secondes (typiquement N = 2).
2. On récupère les triggers de chaque coupe envoyés par l'IRM. Cette opération sera effectuée, dans un futur proche, par le boîtier de synchronisation développé en interne.