降低同步EEG-fMRI中梯度诱发EEG硬件发热的风险

同步脑电图（EEG）与功能磁共振成像（fMRI）有望更完整地表征脑功能。同时采集这些数据要求 EEG 硬件具备 MR 安全性，因为 EEG 电极帽、放大器和电源组必须位于 MR 环境内。将它们置于该环境中会使其暴露于静态磁场和变化磁场（射频（RF）与梯度磁场），从而带来潜在的加热风险。以往研究通常将放大器和电源组放置在孔腔外，这意味着该风险主要限于 EEG 电极帽。然而，当前指南建议将放大器放置在孔腔内。这缩短了 EEG 电极与放大器之间的距离，改善了 EEG 信号质量并降低了电极处 RF 加热的风险，但会使放大器和电源组因变化的磁场梯度而面临潜在的加热风险。在本研究中，我们证明将放大器和电源组置于孔腔内会带来显著的加热风险，在 7T 和 3T 下均如此。在 7T 下，我们表明 slew rate 至少为 88 T/m/s 的 EPI 序列会导致 EEG 放大器显著发热。通过将 slew rate 降至 61 T/m/s，可抵消这一加热效应。在 3T 下，我们重现了 EEG 放大器发热，并表明降低硬件所经历的梯度 slew rate 的另一种方法是增大 EEG 放大器/电源组与磁体等中心之间的距离。将 EEG 硬件与 MR 等中心之间的距离增大 30 cm，可减轻放大器和电源组的加热风险，且与序列参数（例如 slew rate）无关。因此，尽管缩短电极与放大器之间的距离可能改善 EEG 信号质量并降低电极 RF 加热的可能性，但我们表明梯度切换导致硬件加热的风险大大增加。考虑到现代 MRI 扫描仪可提供更快的梯度 slew rate（旨在提高空间分辨率），这一点尤为重要。实验者必须就硬件放置做出审慎决策，考虑不同方案带来的各种风险，以确保所使用的 EEG-fMRI 设置是安全的。

中文由 AI 翻译，仅供参考，以原文为准。