Медицинская Техника / Медицинская техника №2, 2025 / с. 14-18

Верификация математической модели головного мозга с использованием фантома при формировании электроэнцефалограммы

К.А. Тулупова, Н.Р. Хуснутдинова, А.Н. Дмитриев

Аннотация

Настоящая статья посвящена вопросам создания фантомов головного мозга на основе желатина при формировании электроэнцефалограммы для дальнейшего решения обратной задачи. Проведено исследование электрофизических свойств желатина, подтвердившее возможность создания сред со стабильными свойствами. Также проводилось экспериментальное исследование по оценке распределения поверхностного потенциала в 24 точках измерения. Получен критерий качества верификации модели в случае разных схем источника тока.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Кристина Александровна Тулупова, магистр,

Нина Равилевна Хуснутдинова, бакалавр,

Александр Николаевич Дмитриев, ст. преподаватель, кафедра «Медико-технические информационные технологии», ФГАОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана», г. Москва,

e-mail: dmitalex@bmstu.ru

Список литературы

1. Beniczky S., Schomer D.L. Electroencephalography: Basic biophysical and technological aspects important for clinical applications // Epileptic Disorders. 2020. Vol. 22. № 6. PP. 697-715.

2. Гнездицкий В.В., Коптелов Ю.М., Новожилов В.И. Пространственная локализации источников медленной активности ЭЭГ методом эквивалентного диполя // Журнал высшей нервной деятельности. 1981. Т. 31. № 4. С. 780-788.

3. Smith D.B., Sidman R.D., Henke J.S. et al. Scalp and depth recordings of induced deep cerebral potentials // Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 1983. Vol. 55. № 2. PP. 145-150.

4. Eom T.H. Electroencephalography source localization // Clinical and Experimental Pediatrics. 2023. Vol. 66. № 5. PP. 201-209.

5. Hirata A., Niitsu M., Phang C.R. et al. High-resolution EEG source localization in personalized segmentation-free head model with multi-dipole fitting // Physics in Medicine and Biology. 2024. Vol. 69. № 5. PP. 055013-055013.

6. Гнездицкий В.В. Обратная задача ЭЭГ и клиническая элек- троэнцефалография. – М.: МЕДпресс-информ, 2004. 624 с.

7. Michel C.M., He B. EEG source localization // Handbook of Clinical Neurology. 2019. Vol. 160. PP. 85-101.

8. Константинова З.А., Беляев А.М., Дмитриев А.Н. и др. Сравнение математических моделей распространения потенциала на поверхности скальпа при формировании зрительных вызванных потенциалов // Медицинская техника. 2024. № 5. С. 45-48.

9. Nжss S., Chintaluri C., Ness T.V et al. Corrected Four-Sphere Head Model for EEG Signals // Frontiers in Human Neuroscience. 2017. Vol. 11. № 490. PP. 1-7.

10. Henderson C.J., Butler S.R., Glass A. The localization of equivalent dipoles of EEG sources by the application of electrical field theory // Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 1975. Vol. 39. № 2. PP. 117-130.

11. Hunold A., Strohmeier D., Fiedler P. et al. Head phantoms for electroencephalography and transcranial electric stimulation: A skull material study // Biomedical Engineering/ Biomedizinische Technik. 2018. Vol. 63. № 6. PP. 683-689.

12. Hunold A., Machts R., Haueisen J. Head phantoms for bioelectromagnetic applications: A material study // BioMedical Engineering OnLine. 2020. Vol. 19. № 1. P. 87.

13. Xin Q., Hu S., Liu S. et al. An Attention-Based Wavelet Convolution Neural Network for Epilepsy EEG Classification // IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 2022. Vol. 30. PP. 957-966.

14. Haddad N., Levadniy I., Dmitriev A. Analysis of P300 features for target stimulus detection using artificial neural network with small dataset for BCI tasks / 2021 USBEREIT. PP. 0149-0152.

15. Yu H., Baek S., Lee J. et al. Neural Network-Based Empirical Mode Decomposition for Motor Imagery EEG Classification // IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 2024. Vol. 32. PP. 3647-3656.

16. Kim D., Jeong J., Jeong S. et al. Validation of Computational Studies for Electrical Brain Stimulation with Phantom Head Experiments // Brain Stimulation. 2015. Vol. 8. № 5. PP. 917-925.