Εμπειρική μέθοδος αποσύνθεσης σήματος : εφαρμογή σε ΗΕΓ

• Κύριος συγγραφέας: Τερζή, Βαλεντίνη
• Άλλοι συγγραφείς: Μπεζεριάνος, Αναστάσιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2008
• Θέματα: Ηλεκτροεγκεφαλογραφία; Επεξεργασία σημάτων; Electroencephalography; Signal processing; 612.825

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη μεθόδoυ υπολογισμού της συνδεσιμότητας περιοχών του εγκεφάλου κατά την διάρκεια μιας πραγματικής και μιας φανταστικής κίνησης του δακτύλου. Η μελέτη βασίζεται σε μετρήσεις (καταγραφές) ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων (ΗΕΓ). Η συνδεσιμότητα εκφράζεται ποσοτικά με το μέγεθος της συνάφειας (coherence) και μπορεί να δώσει απάντηση στο κατά πόσο τα σήματα του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος που παίρνουμε από τα δυο κανάλια σχετίζονται μεταξύ τους. Για να το πετύχουμε αυτό υλοποιήσαμε μια μη γραμμική υπολογιστική μέθοδο συγχρονισμού. Η μη γραμμική μέθοδος ανάλυσης και υπολογισμού της συνδεσιμότητας των εγκεφαλικών περιοχών που υλοποιήθηκε έγινε στο μαθηματικό χώρο της φάσης. Σε αυτό το χώρο το σήμα μου είναι ένα δυναμικό σύστημα. Η πληροφορία που περιέχεται σε αυτό ποσοτικοποιείται με μια μέθοδο που βασίζεται στην ανάλυση του συγχρονισμού φάσης (Phase Dynamics Modelling, PDM). Η ιδέα του συγχρονισμού φάσεων προσφέρει μία νέα προοπτική στην κατανόηση και ποσοτικοποίηση των δυναμικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ συστημάτων συζευγμένων ταλαντωτών. Λαμβάνοντας υπόψη μας την μη γραμμική φύση των νευρικών βιοσημάτων, παρουσιάζουμε μια νέα προσέγγιση στην αναγνώριση της εγκεφαλικής δραστηριότητας και συσχέτισης κατά την διάρκεια πραγματικής και φανταστικής κίνησης του δείκτη των δακτύλων του χεριού. Χρησιμοποιούμε την τεχνική Empirical Mode Decomposition. Η τεχνική αυτή, η οποία είναι το βασικό αντικείμενο μελέτης της εργασίας ονομάζεται εμπειρικός τρόπος αποδόμησης του σήματος (empirical-mode-decomposition EMD) και χρησιμοποιείται για να κάνουμε αποσύνθεση των δεδομένων του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (EEG) σε έναν αριθμό στοιχειωδών 3 ορθογώνιων συναρτήσεων (elementary – orthogonal modes) με καλά καθορισμένη χρονομεταβλητη συμπεριφορά.(IMFs). Πιθανό πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι οτι με τις παραδοσιακές η μη γραμμικότητα του συστήματος ίσως οδηγήσει σε απώλεια της ενέργειας σε υψηλή συχνότητα με αποτέλεσμα να έχουμε ψεύτικο συγχρονισμό. Είναι μια νέα τεχνική μέθοδος ανάλυσης σημάτων η οποία βασίζεται στον μετασχηματισμό Hilbert – Huang. Στην παρούσα εργασία δίνεται έμφαση στις ομοιότητες δομικής και λειτουργικής οργάνωσης των εγκεφαλικών διασυνδέσεων που πραγματοποιούνται κατά την διάρκεια πραγματικής και φανταστικής κίνησης Στο πείραμα που μελετάμε η ανάλυση συσχέτισης φάσης πραγματοποιείται στο κομμάτι (imf) που αντιστοιχεί στον βητα ρυθμό ( 4th component). H αναπαραγωγή των αποτελεσμάτων με την μέθοδο EMD στον βητα ρυθμό και στην συνέχεια η ανάλυση συγχρονισμόυ φάσης προάγει αυτή την μέθοδο ως: προσαρμοστική (adaptive)-εναλλακτική (alternative) μέθοδο αναγνώρισης πραγματικών συναρτήσεων που προέρχονται από ολόκληρο το σήμα , παρέχοντας έναν νέο τρόπο καθορισμού συγκεκριμένου εύρους ζώνης συχνοτήτων μέσα στην οποία έχουμε φαινομενα συσχέτισης[13]. Η συνέπεια των αποτελεσμάτων τα οποία προέρχονται από ποικίλες καταγραφές αποτελούν σαφή ένδειξη ότι η ανάλυση του συγχρονισμού φάσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν ένα επιπλέον κριτήριο για ένα σύστημα (E-HY) προκειμένου να κωδικοποιήσει την πρόθεση της κίνησης.