Software for the analysis of magnetic encephalography data by the method of virtual electrodes

Abstract

Создан метод виртуальных электродов для изучения электрической активности головного мозга человека с помощью неинвазивных внешних измерений магнитного поля. По данным магнитной энцефалографии строится функциональная томограмма -пространственное распределение источников поля на дискретной сетке. Функциональная томограмма отображает на пространство головы информацию, содержащуюся в многоканальных временных рядах энцефалограммы. Это достигается решением обратной задачи для всех элементарных осцилляций, выделяемых с помощью преобразования Фурье. Каждой частоте осцилляции соответствует узел трехмерной сетки, в котором располагается источник. Пользователь задает местоположение, размер и форму области мозга для детального изучения частотной структуры функциональной томограммы -виртуальный электрод. Совокупность осцилляций, попавших в заданную область, представляет собой парциальный спектр данной области. С помощью этого спектра можно восстановить временные ряды энцефалограммы, измеренной виртуальным электродом. Анализ корреляций между временными рядами, рассчитанными для разных точек мозга, позволит изучать его коннективность.Ключевые слова: магнитная энцефалография, преобразование Фурье, функциональная томограмма, магнитно-резонансная томограмма, виртуальный электрод.The method of virtual electrodes for studying electrical activity of the human brain using non-invasive external measurements of the magnetic field was developed. Utilizing data from magnetic encephalography measurements, a functional tomogram is calculatedthe spatial distribution of the field sources on a discrete grid. The functional tomogram projects information contained in multichannel time series of the encephalogram onto the head space. This is achieved by solving the inverse problem for all the elementary oscillations that are separated by the Fourier transform. For each oscillation frequency the node of a three-dimensional grid is found, where the source is located. User specifies the location, size and shape of the brain region for a detailed study of the frequency structure of the functional tomograma virtual electrode. Set of oscillations that fall in the given region is the partial spectrum of the given region. Using this spectrum, it is possible to reconstruct the time series of the encephalogram measured by the virtual electrode. Analysis of correlations between time series calculated for different points of the brain will make it possible to study its connectivity.

VirtEl - Software for Magnetic Encephalography Data Analysis by the Method of Virtual Electrodes

“…В данной работе предлагается метод виртуальных электродов [23], основанный на методе функциональной томографии по данным многоканальных магнитных измерений [19,20] и методе парциальной спектроскопии головного мозга [24]. В основе метода лежит тот факт, что функциональная томография ставит в соответствие каждой элементарной осцилляции пространственное положение ее источника.…”