12805

پيش بيني تشنج صرعي با استفاده از سيگنال هاي مغزي

1401

دكتر عباس عرفانيان اميدوار

صرع يكي از شايع ترين بيماري هاي عصبي است كه سلامت بيماران را به شدت تحت تاثير قرار مي دهد. تخمين زده مي شود كه 70 ميليون نفر در جهان مبتلا به صرع هستند و تقريباً 30 درصد از آنها مقاوم به درمان دارويي هستند. براي بيماران مبتلا به صرع مقاوم به دارو، پيش‌بيني تشنج ممكن است گزينه‌هاي درماني بيشتري را براي آنها فراهم كند. در بيشتر بيماران بزرگسال، اين بيماري در ساختارهاي گيجگاهي مزيال مانند هيپوكامپ، آميگدالا و شكنج پاراهيپوكامپال رخ مي‌دهد. اين بيماري با تشنج هاي مكرر مشخص مي‌شود، به عنوان مثال، اختلالات موقتي احساس، تفكر و كنترل حركتي نيز از علائم صرع هستند كه از تخليه الكتريكي ناگهاني و معمولا مختصر و بيش از حد در گروهي از سلول‌هاي مغز ناشي مي‌شود.ثبت هاي EEG مي‌توانند به راحتي اين تخليه الكتريكي را به عنوان يك تغيير سريع در اختلاف پتانسيل نشان دهند. EEG شامل مجموعه‌اي از اختلاف پتانسيل الكتريكي است كه در نتيجه انتشار جريان‌هاي حجمي از يك بافت عصبي فعال در سراسر محيط رسانا مغز ايجاد شده‌اند. اين اندازه‌گيري‌ها را مي توان با استفاده از سنسورهاي روي پوست سر و يا با قرار دادن الكترودهاي داخل جمجمه‌اي خاص به دست آورد. EEG به عنوان يك ابزار موفق در علوم اعصاب براي تشخيص بيماري‌ها و اختلالات در نظر گرفته شده‌است. بنابراين، نورولوژيست ها معمولا از ثبت هاي EEG براي بررسي پديده مشكوك به تشنج استفاده مي‌كنند. روش هاي متفاوتي براي ثبت سيگنال هاي مغزي وجود دارد كه ميتوان به ثبت هاي EEG ،iEEG، ECoG و... اشاره كرد. اين روش ها مي توانند تهاجمي يا غير تهاجمي باشند. ديتاست هاي مختلفي به اين منظور استفاده ميشوند مانند فرايبورگ و CHB-MIT. ديتاست فرايبورگ و ديتاست CHB-MIT معمولاً به ترتيب در مطالعات مبتني بر iEEG و sEEG براي پيش‌بيني تشنج استفاده مي‌شوند. معمولا سيگنال را به 4 بخش كه شامل: ايكتال يعني دوره شروع و پايان تشنج، پُست ايكتال يعني دوره درست بعد از اكتال، پريكتال يعني دوره قبل از اكتال، و اينتريكتال يعني دوره بين دو تشنج، ميشود تقسيم ميكنند. معمولا در اكثر مقالات طبقه بندي بين حالت اينتريكتال و پريكتال اتفاق مي افتد چرا كه دوره پريكتال براي پيش بيني تشنج تعيين كننده است. تشخيص حمله تشنج به طور سنتي با مشاهده سيگنال هاي مغزي ثبت شده در مدت‌زمان طولاني كه ممكن است حتي چندين روز طول بكشد، انجام مي‌شود. هدف از طراحي يك سيستم پيش بيني، جايگزين كردن متخصص مغز و اعصاب نيست، بلكه اين است كه بار مشاهدات وقت گير براي مكان يابي تشنج و همچنين، احتمال تشخيص اشتباه را كاهش دهد. هدف اين سمينار بررسي و ارزيابي الگوريتم هاي مختلف ارائه شده براي پيش بيني تشنج صرعي با استفاده از سيگنال مغزي است. معمولا اين روند شامل مراحل پيش پردازش، استخراج ويژگي، طبقه بندي و ارزيابي ميشود. روش هايي كه براي پيش پردازش استفاده ميشود شامل: فيلتر ها، تبديل فوريه كوتاه مدت، تبديل ويولت و امثال آن ها ميباشد. همچنين براي استخراج ويژگي نيز ميتوان از روش هاي مختلفي استفاده كرد اما در اكثر مقالات شبكه عصبي استفاده ميشود. در بخش بعدي يعني طبقه بندي روش هايي مانند شبكه عصبي، آستانه گذاري و ماشين بردار پشتيبان، استفاده ميشود و در آخر براي ارزيابي سيستم عموما از معيار هاي حساسيت، تشخيص پذيري و دقت استفاده ميكنيم.

11/22/2023 12:00:00 AM

81125

1402/09/08

Epileptic seizure prediction using electroencephalogram signals

تشنج صرعي , پيش بيني , استخراج ويژگي , شبكه عصبي عميق , طبقه بندي , پيش پردازش

Epilepsic seizure , Classification , Feature extraction , Prediction , Deep neural network , Preprocessing