• شماره ركورد
    26896
  • پديد آورنده

    ندا كلانترمحمداباد

  • عنوان
    پيش بيني و تشخيص بيماري صرع با استفاده از سيگنال هاي EEG با اعمال طبقه بندي كننده هاي يادگيري ماشين
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق-كنترل
  • سال تحصيل
    1398
  • تاريخ دفاع
    1401/04/06
  • استاد راهنما
    دكتر جواد پشتان
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    صرع يكي از شايع‌ترين و مخرب‌ترين اختلال‌هاي عصبي است كه باعث بروز مكرر تشنج مي‌شود و معمولاً از طريق بازرسي چشمي سيگنال‌هاي الكتروانسفالوگرافي (EEG) كه منعكس¬كننده فعاليت الكتريكي مغز انسان هستند، تشخيص داده مي‌شود. با اين حال، بازرسي چشمي حجم وسيعي از داده‌هاي EEG علاوه بر نياز به تخصص، بسيار زمان‌بر نيز هست. بنابراين، توسعه يك سيستم تشخيص خودكار تشنج صرعي بسيار ارزشمند بوده و به بهبود زندگي بيماران مبتلا به صرع كمك مي‌كند. در اين پايان¬نامه، يك روش طبقه‌بندي خودكار مبتني بر مدل‌سازي سيگنال براي تشخيص خودكار تشنج با استفاده از سيگنال‌هاي EEG پيشنهاد شده است كه شامل سه مرحله اصلي است. در مرحله اول، سيگنال‌هاي EEG توسط يك بانك فيلتر چند نرخي كه با استفاده از بردارهاي پايه تبديل كسينوسي گسسته (DCT) ساخته شده است به ريتم‌هاي مغزي دلتا، تتا، آلفا، بتا و گاما تجزيه مي‌شوند. سپس در مرحله بعدي، اين ريتم‌هاي مغزي از نظر آماري با كلاس فرآيندهاي تصادفي گاوسي خود-متشابه به نام حركت براوني كسري (fBm) و نويزهاي گاوسي كسري (fGn) مدل‌سازي مي‌شوند كه شاخص خود-تشابهي اين فرآيندها توان هرست (H) ناميده مي‌شود. در مرحله نهايي، ويژگي‌هاي استخراج شده از هر ريتم مغزي شامل توان هرست و پارامترهاي مدل ARMA هستند كه براي طراحي يك طبقه‌بندي كننده ماشين بردار پشتيبان (SVM) باينري و يك طبقه بندي كننده شبكه عصبي پرسپترون سه لايه به كار گرفته مي‌شوند تا سيگنال‌هاي EEG را در سه حالت مختلف پري ايكتال، ايكتال و اينترايكتال طبقه‌بندي كنند. ارزيابي عملكرد طبقه‌بندي با استفاده از دو پايگاه داده EEG پركاربرد كه در دسترس عموم قرار دارند و با روش اعتبارسنجي متقابل 10-لايه انجام مي‌شود. نتايج حاصل از شبيه سازي هاي كامپيوتري (در محيط نرم¬افزار MATLAB) نشان مي‌دهد كه روش پيشنهادي نسبت به مجموعه داده¬هاي مورد استفاده مقاوم بوده و دقت طبقه‌بندي خوبي را در هر دو مجموعه داده ارائه مي‌كند. همچنين، عملكرد الگوريتم پيشنهادي در حضور نويز و آرتيفكت هاي شبيه‌سازي شده بررسي مي‌شود و نتايج، عملكرد اميدواركننده‌اي را در حضور نويز و آرتيفكت هايي كه در كاربردهاي عملي وجود دارند، نشان مي‌دهد. بنابراين، الگوريتم پيشنهادي از استحكام بالايي در برابر منابع نويز نيز برخوردار است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1401/05/31
  • عنوان به انگليسي
    Prediction and diagnosis of epilepsy using EEG signals by applying machine learning classifiers
  • تاريخ بهره برداري
    6/27/2023 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    ندا كلانترمحمداباد

  • چكيده به لاتين
    Epilepsy is one of the most common and devastating neurological disorders that causes recurrent seizures and is usually diagnosed by visual inspection of electroencephalogram (EEG) signals that reflect the electrical activity of the human brain. However, visual inspection of vast amount of EEG data is very time consuming and requires expertise. Therefore, the development of an automatic epileptic seizure detection system is very valuable and helps to improve the lives of patients with epilepsy. In this thesis, an automated classification method for automatic seizure detection based on signal modeling is proposed, which includes three main steps: In the first step, the EEG signals are decomposed into delta, theta, alpha, beta, and gamma brain rhythms by a multi-rate filter bank that is constructed using the basis vectors of discrete cosine transform (DCT). Then, in the next step, these brain rhythms are statistically modeled with a class of self-similar Gaussian random processes called fractional Brownian motion (fBm) and fractional Gaussian noise (fGn), the self-similarity index of these processes is called Hurst exponent (H). Finally, the features extracted from each brain rhythm include Hurst exponent and autoregressive moving average (ARMA) model parameters are used to design a support vector machine classifier and a neural network classifier for classifying EEG signals in three different modes: pre-ictal, ictal and inter-ictal. eva‎luation of classification performance is performed using two widely used EEG data set with 10-fold cross-validation method. The results of simulations (in MATLAB software environment) show that the proposed method is robust and provides good classification accuracy in both data set. Also, the performance of the proposed method is investigated in the presence of simulated noise and artifacts and the results show promising performance in the presence of noise and artifacts that exist in practical applications. Therefore, the proposed method also has high robustness against noise sources.
  • كليدواژه هاي فارسي
    سيگنال EEG , بانك فيلتر با بردارهاي پايه DCT , تشخيص تشنج صرعي , فرآيندهاي تصادفي گاوسي خود-متشابه
  • كليدواژه هاي لاتين
    EEG signal , Filter bank with basis vector of DCT , Detection of epileptic seizure , self-similar Gaussian random processes
  • Author
    neda kalantar
  • SuperVisor
    javad poshtan