Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données. Anne-Sophie Dubarry Stephan Grimault

Transcription

1 Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données Anne-Sophie Dubarry Stephan Grimault Atelier du 22 et 23 Novembre 2006

2 SOMMAIRE INTRODUCTION Préalables Visualisation des données brutes Méthode 1 : sélection de segments de données à rejeter Méthode 2 : sélection des essais à rejeter Moyenner «Dipole Fit» Création du Head Model : Marquer les FIDUCIALS Faire un «Head Shape» : Créer le Head Model «Dipole Fit» Voir les résultats...22 Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 2/22

3 GLOSSAIRE Dataset MEG CTF VSM DataEditor VEOG HEOG IRM Jeu de données Magnétœncéphalographie Compagnie qui nous a construit la MEG Outil fourni par CTF permettant de visualiser un jeu de données MEG Vertical electro-oculogram Horizontal electro-oculogram Image par résonance magnétique Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 3/22

4 INTRODUCTION Nous tenons à remercier messieurs PELLETIER et OUIMET pour nous avoir fourni les locaux et le matériel informatique et nous avoir offert leur aide. Nous tenons à rappeler qu il est interdit de fumer, boire et manger dans la salle informatique. Ce document est un manuel destiné aux participants de l atelier sur la manipulation des données MEG. Il décrit la démarche globale de prétraitement et traitement. Nous avons utilisé un protocole de stimulation auditive binaurale pour l acquisition des données. Pour plus de détails, voir la présentation Stimulation auditive. Au cours de cet atelier nous travaillerons sur des machines dont le système d exploitation est Linux version Fedora Core 5. Les outils CTF fonctionnent exclusivement sous Linux, (e.g ils ne fonctionnent pas dans un environnement Windows). Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 4/22

5 1. Préalables Ouvrir une session. Dans l enveloppe qui vous a été distribuée, se trouvent un nom de compte et un mot de passe pour ouvrir une session. Copier les données : Ouvrir un terminal en cliquant sur l icône : Dans la fenêtre qui s ouvre, taper la commande : cp r /usr/local/workshop /space/cdrw Se placer dans le Directory de travail Pour se placer dans le Directory /space/cdrw/ workshop ainsi crée taper la commande : cd /space/cdrw/ workshop Editer les données contenues dans ce directory en tapant : ls la On doit retrouver WRK_binaural.ds (dossier contenant les données MEG) DICOM (un dossier ou se trouve les images MRI au format DICOM).cshrc (fichier système) Taper la commande : source.cshrc Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 5/22

6 2. Visualisation des données brutes Lancer le DataEditor : - Ouvrir un terminal : dans le menu Applications -> Accessoires -> Terminal - Écrire la commande DataEditor, puis taper sur la touche Entrée - Sélectionner le fichier de données brutes se terminant par l extension.ds : Se placer dans le répertoire contenant le dataset en utilisant la partie gauche de la fenêtre («Directories», puis sélectionner le dataset que l on souhaite ouvrir dans la partie droite de la fenêtre («Datasets»). Visualiser les canaux MEG et VEOG-HEOG : - Cliquer sur le bouton (ou «Channel Selector» dans le menu «Display») - Dans le menu déroulant «Base» sélectionner «MEG-Sens» Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 6/22

7 - Dans la partie gauche de la fenêtre, sélectionner «VEOG» et «HEOG», et le canal UPPT001 (trigger) puis appuyer sur la flèche noire au centre de la fenêtre. Cliquer OK. Ajuster l échelle de temps et le gain : - A droite de «Time Scale :» en bas à gauche de la fenêtre principale, inscrire la valeur 25 (mm/sec) et appuyer sur la touche Entrée. - Cliquer avec le bouton gauche de la souris sur la case se trouvant à droite de «Gain», sur le menu sélectionner MEG-Sens, puis inscrire la valeur «2p» dans le champ de droite (T/div). Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 7/22

8 - Cliquer avec le bouton gauche de la souris sur la case se trouvant à droite de «Gain», sur le menu sélectionner EEG-Sens, puis inscrire la valeur «200u» dans le champ de droite (V/div) Ajuster la disposition des fenêtre et la couleur : - Dans le menu «Display» cliquer sur «Layout», puis sur «No columns» - Dans le menu «Display» cliquer sur «Layout», puis sur «Overlay Channel Groups» - Cocher le bouton «Overlay» et décocher le bouton «Single» de la façon suivante : - Si les signaux n apparaissent pas en couleur (vert, bleu foncé et turquoise) aller dans le menu «Display» cliquer sur «Show», puis sur «Color Traces». - Pour voir la carte d activation, de placer dans le menu «DISPLAY» et choisir show /map info Supprimer le «DC-offset» et le «noise environ» : - Cliquer sur le bouton (ou «processing parameters» dans le menu «Analyse») - Dans la section «Choice of Noise Reduction» cocher la case «3rd Gradient». - Dans la section «Offset and Trend Removal» cocher les cases «Remove DC Offset» et «based on whole trial». - Cocher la case «SAVE PROCESSING PARAMETERS WITH DATASET» Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 8/22

9 Enregistrer le dataset : dans le menu «File» cliquer sur «Save Dataset (Edit Info) Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 9/22

10 3. Méthode 1 : sélection de segments de données à rejeter Enregistrer les données dans un nouveau fichier : dans le menu «File» cliquer sur «Save Dataset As», sauver le dataset dans le même repertoire que le dataset initial sous le nom : WRK_binaural_SingleTrial_BadSeg.ds Marquer les segments à rejeter : - En se basant les canaux VEOG et HEOG identifier le «BAD SEGMENT» - Positionner le curseur au debut du segment - Double cliquer sur le bouton gauche de la souris - Enfoncer le bouton du milieu (ou la roulette) et faire glisser le curseur jusqu'a la fin du segment. - Se placer sur le segment ainsi sélectionné, cliquer sur le bouton droit de la souris, dans le menu qui apparaît sélectionner Bad Data Segment. - Le segment sélectionné est alors grisé. Annuler le marquage : Si le marquage est mauvais, cliquer sur le bouton droit et sélectionner «collapse Range». Repositionner le maker sur la parti grisée et cliquer sur le bouton droit et sélectionner «Good Data Segment». Répéter l opération jusqu'à ce que tous les segments jugés «mauvais» soient grisés. Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 10/22

11 Pour désélectionner un segment, ou tout autre problème lié au curseur cliquer sur le bouton droit de la souris n importe où dans la fenêtre du signal, et cliquer sur Collapse range. Enregistrer les données marquées : dans le menu «File» cliquer sur «Save Dataset (Edit Info)» Si une boite de dialogue apparaît Save only selected range? Cliquer sur save whole trial Découper le fichier en essais en excluant les bad segments : Fermer le DataEditor Dans le terminal écrire (sur une seule ligne) la commande newds -marker trig -time WRK_binaural_SingleTrial_BadSeg.ds WRK_binaural_SingleTrial_BadSeg_trialsTrig.ds Cela signifie que le fichier sera découpé en fonction autour du marker nommé «Trig» 5 ms avant et 350 ms après. Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 11/22

12 Commentaire : Typiquement, un artefact oculaire dure environ 300ms et son intensité est approximativement 200 µv Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 12/22

13 4. Méthode 2 : sélection des essais à rejeter Crée un fichier découpé en Trials à partir du fichier initial : newds -marker trig -time WRK_binaural.ds WRK_binaural_SingleTrial_trialsTrig.ds Ouvrir le fichier initial («Open Dataset» dans le menu «File») Enregistrer les données dans un nouveau fichier : dans le menu «File» cliquer sur «Save Dataset As», sauver le dataset dans le même répertoire que le dataset initial sous le nom : WRK_binaural_SingleTrial_trialsTrig_nobadTrials.ds Marquer les essais à rejeter : - Dans le menu «Windows» cliquer sur «Single Channel display» ou sur l icône - Dans le menu «Layout» du menu «Display» de la nouvelle fenêtre cliquer sur «Number of Columns», taper 10 et cliquer sur OK. - En bas de la fenêtre en face de Channel taper «VEOG» (attention, respecter les majuscules) en face de Trial taper 1 to 100 en face de y-axis taper -78u to 135u en face de x-axis taper 1 to Dans le menu «Classify» cliquer sur «Set active class» puis en face de «Select class» sélectionner «BAD». Lorsque vous vous déplacez sur les cases, une main apparaît, si vous cliquez sur un essai, il devient rouge, cet essai est alors marqué comme étant BAD. Pour désélectionner un essai cliquer à nouveau dessus. Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 13/22

14 Répéter l opération jusqu'à ce que tous les essais jugés «mauvais» soient rouges. En fermant la fenêtre, la classification des bad segments sera sauvée automatiquement Faire Save dataset info dans le menu FILE. 5. Moyenner Ouvrir le dataset que l on souhaite moyenner (il doit être découpé en trials). Dans le menu Tools cliquer sur «Averager». Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 14/22

15 Cliquer sur le bouton «Generate Average», et une moyenne sera générée dans le même répertoire que le dataset initial, avec le nom : WRK_binaural-av.ds Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 15/22

16 6. «Dipole Fit» Le dipole fit se fait en 2 étapes : Création d un Head Model à partir de l IRM du sujet, puis localisation par Dipole Fit : 6.1. Création du Head Model : Ouvrir le dataset moyenné avec le DataEditor Marquer les FIDUCIALS Dans le Menu Tools du DataEditor choisir MRIViewer ou taper MRIViewer dans un terminal. Dans le Menu File choisir «Import DICOM series Sélectionner un fichier dans le dossier /DICOM/mprageFast1 Selectionner un répertoire et un nom pour sauvegarder l image créée : /space/cdrw/imagectf.mri Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 16/22

17 Avec le bouton GAUCHE de la souris, cliquer sur le nazion. Puis en cliquant sur le bouton DROIT, sélectionner set Fiducial/Nasion. Si l opération s est bien passée, un petit point bleu marqué nasion apparaît sur l image. Avec les curseurs, se déplacer vers l oreille droite. Et puis renouveler l opération en sélectionnant Right Ear. Avec les curseurs, se déplacer vers l oreille gauche et sélectionner Left Ear. Après avoir marquer les Fiducial, aller dans le menu File puis SAVE. Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 17/22

18 Faire un «Head Shape» : Dans le menu Options choisir Head Shape. Sélectionner l option Display threshold data Choisir le threshold 65% (différent de la figure) Ajuster ce seuil pour ne voir que le contour de la tête Puis Extract. Le «Head Shape» apparaît en rouge sur l IRM. Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 18/22

19 Sélectionner SAVE dans la petite fenêtre pour le sauver. Sélectionner / dé sélectionner les options : Display thresholded data Display all head shape points Pour voir où se situe le «Head Shape» ainsi crée Créer le Head Model Cliquer sur le bouton «Fit to Headshape» pour créer un «Head Model» sphérique à partir des point du «Head Shape». Puis sélectionner le menu File / Save Head Model As Choisir le même nom que le «Head Shape» mais avec l extension.hdm 6.2. «Dipole Fit» Sélectionner dans le menu Tools / dipolefit Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 19/22

20 Dans File sélectionner Open Dataset. Et choisir le répertoire WRK_dcheyne-av.ds où se trouvent les données moyennées. dans File sélectionner Open HeadModel. Et choisir le «Head Model» précédemment crée. Dans la fenêtre où se trouve les données, déplacer le curseur rouge qui se trouve à Gauche dans le fenêtre avec le bouton de GAUCHE de la souris. Avec le bouton du MILIEU, cliquer sur le curseur et déplacer la souris. Une fenêtre d intérêt se crée. Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 20/22

21 Dans Model Type sélectionner MEG puis Add. Un dipôle est placé dans la fenêtre. Puis faire star Fit Ajouter un dipôle en cliquant sur Add, déplacer le deuxième dipôle, puis faire Start Fit. 2 dipôles sont alors «fittés» sur les données. Si l option Moving Dipole est sélectionnée alors à chaque point temporel de la fenêtre sélectionnée un dipôle sera «fitté» (ou 2 si 2 dipôles sont demandés). Si l option Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 21/22

22 SpacioTemporal est sélectionnée, un seul dipôle (ou 2) sera «fitté» pour l ensemble de la fenêtre temporelle. Dans le menu File sélectionner SaveDipoleFile / results Choisir un répertoire et un nom suivit de l extension.dip 6.3. Voir les résultats. Se placer dans la fenêtre MRIViewer, sélectionner dans le menu File / Load Dipoles File. Sélectionner le fichier.dip précédemment crée. En sélectionnant l option Display All Dipôles, tous les dipôles crée seront affichés en surimposition de l image MRI. En cliquant sur le bouton List, la liste des dipôles est affichée. Principe de la MEG, méthodes et outils d analyse des données 22/22