04.与记录系统的连接


患者在植入后的第一天与采集系统相连。首先，将所有额外的脑电图头皮电极放置在患者头部（没有植入电极的位置）。将一个接地电极放置在锁骨下方，并且将两个心电图电极放置在胸部。其次，将深度电极尾部连接到用于宏观电极的CABRIO连接器，以及用于微电极的CHET头级放大器（NeuraLynx公司，美国蒙大拿州博兹曼）（图3，表2和表3）。连接电极尾部是电极操作中的关键步骤，需要格外小心。因此，我们制定了一个程序，以提高患者的舒适度，避免任何错误操作以及电极尾部上可能会弄断导线的拉伸载荷，并且避免连接电缆上可能导致断开连接的任何张力。为了保持无菌状态，在患者出院之前不会拆除在手术室完成的包扎。图3中的步骤G到J每2到3天重新进行一次，以便重新粘贴头皮电极，但不会移动连接器，以避免操作电极尾部。

图3.电极连接的主要步骤。

A和B.包扎准备，带有孔洞以便在植入区域外添加头皮电极。C.放置头皮电极。D.在包扎带上粘贴魔术贴带。E.连接连接器并将其放置在魔术贴带上。箭头显示了两种连接器类型：CABRIO连接器和来自NeuraLynx公司的CHET头级放大器。请注意，NeuraLynx公司的CHET头级放大器用塑料夹封闭，以防止其打开。这些夹子由小型电气线槽制成。也可以使用普通胶带，但不太方便，并且在取下时常常会使CHET头级放大器变得黏糊糊的。F.将所有连接器电缆捆在一个包扎带内。G.用敷布覆盖连接器。H.用“导电织物”覆盖连接器。I.用两条包扎带覆盖并固定。J.最后用网罩覆盖。K.连接到头箱。箭头所示为一个头箱。L.将头箱放置在一个袋子里。M和N.将输入和输出电缆固定在袋子上。箭头显示了电缆是如何固定的。O.患者移动时随身携带这个袋子。

表2.连接期间电极尾部操作和保护指南。

表3.术语表。


05.记录材料


0501.电极


每位患者植入的宏观电极数量在4到13个之间，其中包括1到4个混合宏观-微电极。标准宏观电极由4到12个直径为1毫米、长度为2.41毫米、触点间距为5毫米的铂触点组成，配有镍铬合金导线和聚氨酯管。宏观-微电极（某型号）既包括一个空心宏观电极，也包括一个从宏观电极尖端散开的微电极束。微-宏观电极的宏观电极部分由8个（BF08R-SP05X-000，BF08R-SP71X-0C2）或9个（BF09R-SP05X-0MF，BF09R-SP61X-0BB）直径为1.3毫米、长度为1.57毫米的铂触点电极组成，嵌入在带有空心管腔的聚氨酯管表面。微电极由一束8根（型号1：WB08R-SP00X-0AA）或9根（型号2：WB09R-SP00X-0AA；型号3：WB09R-SP00X-014）直径为40微米、长度为20毫米的铂铱微导线组成。对于所有型号，微电极束都穿过空心宏观电极插入，突出到宏观电极尖端之外的脑组织中3至6毫米。对于型号2和型号3，第9根导线未绝缘，可作为参考电极使用。几毫米长度的绝缘层被去除，使得该电极的阻抗较低，因此能够从更大的神经元群体进行记录，并且对周围神经元的动作电位敏感度较低。型号3与型号2相同，但在微电极尾部与宏观电极的连接区域有环氧树脂加固（补充图1），目的是降低这一薄弱点出现故障的风险。


还记录了额外的头皮电极（T9、FT9、Fp1、Fz、Fp2、FT10、T10、O1、Oz、O2、心电图（EKG））。在最后23名患者中，添加了对多导睡眠图记录至关重要的电极（C4或C3、M1或M2、E1、E2和肌电图（EMG））。


0502.放大器


在过去10年中，使用了三代连续的采集设置，每一代都带来了特定的改进（图4和补充图2）。


图4.当前采集设置。从宏观和微电极记录的信号由NeuraLynx公司的研究系统采集，并通过直接网络连接从NeuraLynx公司的采集计算机发送到临床采集计算机。研究和临床采集计算机分别将数据发送到研究服务器和临床服务器，以填充各自的数据库。研究大楼位于医院内，并通过专用光纤与癫痫中心大楼建立了直接网络连接。黑色虚线表示宏观电极的电缆，黑色实线表示微电极的电缆。


2010年10月-2012年6月-在两个不同的放大器上记录宏观和微电极信号（11名患者）：在首次进行微电极记录时，宏观和微电极信号是在两个不同的放大器上采集的。所有宏观电极信号都使用临床放大器（128通道，采样率1024赫兹）连续记录，而微电极信号每天记录几个小时，使用Lynx放大器（数字Lynx，NeuraLynx公司，美国蒙大拿州博兹曼，32通道，采样率32千赫兹，补充图2.A）。在采集过程中，通过向两个系统发送模拟触发器，离线同步宏观和微电极信号。


2012年11月-2018年10月-在相同的放大器上记录宏观和微电极信号（39名患者）：2012年，NeuraLynx公司的系统升级为ATLAS放大器（Atlas，NeuraLynx公司，美国蒙大拿州博兹曼），最多可记录160个电极的信号。与之前的系统不同，ATLAS放大器还允许在对患者的整个临床研究期间（即长达3周）同时且连续地记录所有宏观和微电极的信号。宏观电极和微电极的信号分别以4千赫兹和32千赫兹的采样率记录。由于临床医生需要通过临床数据库访问数据，宏观电极的信号（当电极总数不超过128个时，还包括微电极的信号）也由临床系统（采样率1024赫兹）记录。为了并行记录信号，使用NeuraLynx公司提供的特定电缆（MDR50）对信号进行分流，电缆一侧是NeuraLynx公司的连接端口，另一侧是Micromed公司头箱的防触摸输出端口（补充图2.B）。


2018年11月-至今-在单一放大器上记录宏观和微电极信号（6名患者）：2018年，采集软件进行了更新，在NeuraLynx公司系统之间建立了网络连接，从而能够将数据从NeuraLynx公司的采集系统实时传输到公司的软件和数据库中。因此，自2018年以来，仅使用ATLAS放大器在整个临床研究期间连续记录所有电极的信号（图4）。这种新设置避免了将电极连接到两个不同放大器的重复操作，因为每个电极都要连接两次，这曾是可能出现连接错误的一个源头。与两个放大器共同接地相关的潜在噪声问题也得以避免。NeuraLynx公司系统上的采集采样率设置为宏观电极4096赫兹，微电极32768赫兹。所有电极的信号对于公司系统都下采样至1024赫兹。


所有NeuraLynx公司的记录均使用NeuraLynx公司的Cheetah采集软件完成。