Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование методов автоматического выделения артефактов в цифровых электроэнцефалографических системах Алхасан Абдулфаттах Мухаммед

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Алхасан Абдулфаттах Мухаммед. Исследование методов автоматического выделения артефактов в цифровых электроэнцефалографических системах : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.16 / Санкт-Петербург. электротехн. ун-т.- Санкт-Петербург, 1996.- 15 с.: ил. РГБ ОД, 9 97-1/1235-X

Введение к работе

Актуальность темы. В современных медицинских исследованиях по-прежнему сохраняется большой интерес к методам анализа состояния головного мозга. Более того, появились такие методы исследования, как церебральная ангиография, ультразвуковая допплеография н компьютерная томография. Эти методы, вне всякого сомнения, дают исследователю огромный материал для раскрытия механизмов высшей нервной деятельности. Однако, наряду со столь современными способами анализа мозга, незаменимую роль по-прежнему играет такой, относительно старый метод, как анализ биоэлектрической активности мозга - электроэнцефалография (ЭЭГ)-

Развитие вычислительной техники привело к созданию систем автоматического анализа ЭЭГ. При этом разработчики столкнулись с серьезными трудностями, одной из которых является наличие в биоэлектрическом сигнале искажений, обусловленных аппаратными наводками или физиологическими проявлениями человека - артефактов. Для человека, обладающего некоторым опытом расшифровки ЭЭГ, не составляет труда выделить артефакты, определить их происхождение и, что самое главное, не учитывать при описании особенностей записи ЭЭГ-сигнала. Во многих разработанных системах анализа ЭЭГ эта проблема решается удалением участков сигнала с артефактами вручную, т.е. исследователь перед проведением автоматического анализа ЭЭГ должен просмотреть на экране запись и обозначить участки сигнала, содержащие артефакты. Такой подход к решению задачи не всегда является удовлетворительным, т.к. требует значительных временных затрат.

В ряде систем сделаны попытки автоматизировать процесс выделения артефактов путем использования эвристических процедур, основанных на определении моментов изменения характеристик анализируемого ЭЭГ-процесса. Однако тщательный теоретический и экспериментальный анализ таких методов отсутствует. В связи с вышесказанным, актуальным является проведение теоретических и экспериментальных исследований по разработке автоматических методов выделения артефактов в ЭЭГ-снгналах. Кроме этого, актуальными являются задачи классификации обнаруживаемых изменений в ЭЭГ и разделения артефактов и ЭЭГ-феноменов, связанных с проявлением мозговой деятельности, что по настоящего времени в системах цифровой

обработки ЭЭГ не производилось. Решению указанных задач посвящена данная диссертационная работа.

Цель и задачи работы. Целью работы является исследование автоматических методов выделения артефактов в цифровых электроэнцефалографических системах. Для достижения этой цели '>>шались следующие задачи:

разработка автоматических методов обнаружения участков ЭЭГ с нарушениями стационарности;

разработка методов классификации выявленных нарушений с целью определения артефактов;

разработка программного обеспечения системы для автоматического выделения артефактов ЭЭГ на базе ПЭВМ.

Методы исследования. В диссертационной работе использовачись аппарат теории случайных процессов, теории цифровой обработки сигналов, теория распознавания образов, методы создания интеллектуальных систем.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработан способ решения задачи автоматического выделения артефактов в цифровых ЭЭГ-сисгемах, отличающийся использованием двухуровневой модели обработки сигнала, включающий в себя выделение участков нестационарности ЭЭГ-сигнала и классификацию выделенных участков на классы артефакт - не артефакт и по типу артефакта, обеспечивающий высокую эффективность к сокращение вычислительных затрат.

. 2. Предложены эффективные методы обнаружения артефактов, основанные на обнаружении моментов изменения свойств ЭЭГ-процессов с использованием спектральної! меры различия, вычисляемой на основе спектров дискретного преобразования Фурье (ЦПФ), а также с использованием модели линейного предсказания (ЛП).

3. Разработан подход к автоматической классификации артефактов ЭЭГ, отличающийся использованием методов кластер-анализа и иерархического алгоритма классификации на основе построения миноров-эталонов н представления решающих правил и виде набора продукционных правил.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработаны конкретные алгоритмы обнаружения и классификации артефактов г. цифровых ЭЭГ сигналах.

~3-

2. Разработан программный комплекс на ПЭВМ типа IBM PC/AT,
обеспечивающий решение задач выделения артефактов.

3. Проведены экспериментальные исследования на реальных ЭЭГ-
сигналах.

Внедрение результатов работы. Теоретические и практические результаты диссертационно» работы использовались в 1994-1995 гг. при проведении госбюджетной НИР ГБ-2ТУ/МО/18 в рамках научно-технической программы "Университеты России", подраздел 2.3, в части разработки инструментальных средств проектирования гибридных экспертных систем, а также при выполнении НИР В025 по разработке аппаратно-программных средств системы интеллектуальной поддержки оператора АРМ по контролю н прогнозированию чрезвычайных ситуаций, выполненной по договору с Научно-исследовательским институтом радиоэлектронных систем предупреждения чрезвычайных ситуаций (НИИ РЭС ПЧС) при Санкт-Петербургском Государственном электротехническом университете в 1994-1995 гт.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях СПбГЭТУ в 1994-1995 гг., на 2-й Всероссийской с участием стран СНГ конференции "Распознавание образов и анализ изображений: новые информационные технологии", Ульяновск, 1995г., на 4-ой международной конференции "SYMBIOSIS'95", Гливмце, Польша, 1995г.

Публикации по теме диссертации. Основные результаты диссертационной работы отражены в опублікованих 7 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 61 наименование. Основная часть работы изло сена на 158 страницах. Работа содержит 23 рисунка и 13 таблиц.