Analisi e caratterizzazione dell’artefatto da Stimolazione Magnetica Transcranica sul segnale Elettroencefalografico = Analysis and characterization of the artifact induced by Transcranial Magnetic Stimulation on the Electroencephalographic signal

La Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) è una tecnica neurofisiologica che permette di modulare l'attività cerebrale tramite brevi impulsi magnetici, in maniera non invasiva. L'elettroencefalografia (EEG) registra in tempo reale l'attività elettrica del cervello. L'unione di TMS e EEG consente di stimolare specifiche aree cerebrali e osservare direttamente la risposta alla stimolazione. Tuttavia, la combinazione delle due tecniche è ancora oggi una sfida, in quanto l'impulso TMS genera degli artefatti sul segnale EEG che coprono il segnale cerebrale di interesse. In questo elaborato è stata condotta un'analisi dell'artefatto da stimolo TMS su EEG, con l'obiettivo di comprenderne la natura e le cause che lo generano, cercando di ridurre il più possibile il suo impatto. A questo proposito, sono stati sviluppati diversi protocolli sperimentali. Inizialmente, dieci soggetti sani sono stati sottoposti a un protocollo conforme a quelli comunemente utilizzati in ambito clinico, permettendo di identificare i principali problemi discussi in letteratura. Le prove successive, invece, sono state eseguite su un solo soggetto e su un fantoccio, per indagare le variabili che possono influenzare l'artefatto TMS su EEG, in termini di morfologia, ampiezza e durata. In particolare, in corrispondenza a stimoli con intensità utilizzate frequentemente in clinica, si è osservata la presenza di saturazione dell'amplificatore EEG e un artefatto di lunga durata e con poca ripetibilità nella forma. Quindi, per determinare l'ampiezza minima in grado di saturare il sistema, è stato condotto un test di linearità, seguito da prove in condizioni di assenza e presenza di saturazione, variando parametri come l'intensità, la frequenza di campionamento e la dinamica dell'amplificatore. I segnali EEG registrati sono stati successivamente analizzati e elaborati offline per caratterizzare l'artefatto da stimolazione in ogni condizione sperimentale. I risultati hanno mostrato che l'artefatto indotto dalla TMS sull'EEG è inevitabile, ma che la sua durata e variabilità possono essere significativamente ridotte ponendo l'attenzione sulla dinamica dell'amplificatore EEG, la frequenza di campionamento, il filtro anti-aliasing, l'impedenza del contatto elettrodo-cute e la sincronizzazione tra i due sistemi. Selezionando opportunamente tali parametri, è stato osservato un artefatto di brevissima durata e con una forma molto ripetibile tra impulsi successivi, rendendolo meno impattante sul segnale cerebrale e più facile da trascurare o rimuovere.