源空间各向异性存在下EEG前向建模方法的验证
医学物理
2022-08-08 v1
摘要
脑电图（EEG）源分析中逆方法的质量，除其他因素外，取决于前向建模方法（即已知脑内偶极子源时电位的模拟）的精度。本文中，我们使用多层球建模场景，研究三种基于有限元方法（FEM）的EEG前向方法——减法、Venant与部分积分法——在源空间组织电导率各向异性存在下的表现。在我们的研究中，各向异性对电位的影响关联到忽略各向异性时的模型误差，以及不同FEM方法的数值误差、收敛行为与计算速度。使用了三种最能代表成人、儿童与早产儿容积传导场景的源空间各向异性模型。本研究主要发现包括：（1）源空间电导率各向异性对电位计算有显著影响：效应随各向异性比增大而增强；（2）数值误差远小于各向异性效应，三种FEM方法均能相应建模源空间各向异性，其中Venant方法在精度与计算速度间提供了最佳折衷；（3）在源与捕获其主要活动的传感器之间的子域，有限元网格必须足够细。我们得出结论：尤其对于皮层发育分析，以及更一般地应用EEG源分析技术时，应对源空间电导率各向异性进行建模，且FEM Venant方法是合适的方法。
引用
@article{arxiv.2208.03081,
title = {Validation of EEG forward modeling approaches in the presence of anisotropy in the source space},
author = {Florian Drechsler and Johannes Vorwerk and Jens Haueisen and Lars Grasedyck and Carsten H. Wolters},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.03081},
year = {2022}
}
备注
20 pages, 4 figures, 5 tables