• شماره ركورد
    31555
  • پديد آورنده

    فاطمه شاه محمدي مهرجردي

  • عنوان
    تشخيص مراحل مختلف تشنج صرع با استفاده از سيگنال هاي درون قشري مغزي
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي پزشكي- بيوالكتريك
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1403/6/28
  • استاد راهنما
    عباس عرفانيان اميدوار
  • استاد مشاور
    /
  • دانشكده
    دانشكده مهندسي برق
  • چكيده
    صرع، يك اختلال عصبي مزمن است كه با تشنج‌هاي مكرر مشخص مي‌شود و ميليون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت‌تاثير قرار مي‌دهد. بحران‌صرع (SE) يك شكل‌شديد از صرع است كه نياز به مداخله‌فوري براي جلوگيري از آسيب طولاني‌مدت مغز يا مرگ دارد. در حالي كه روش‌هاي سنتي ارزيابي مراحل مختلف SE، مانند مقياس ريسين و آناليز EEG، بينش‌هاي ارزشمندي را ارائه مي‌دهند، اما آنها فاقد تشخيص خودكار و زودهنگام SE هستند. هدف اين مطالعه طبقه‌بندي مراحل تشنج و تشخيص خودكار SE در مراحل اوليه با استفاده از يك مدل رت است كه تا انجا كه ما اطلاع داريم، اولين تلاش شناخته‌شده در نوع خود است. پنج رت نر ويستر تحت يك پروتكل القاي SE از نوع تعميم‌يافته با استفاده از داروي PTZ قرار گرفتند و داده‌هاي EEG داخل‌جمجمه‌اي از چهار كانال واقع در مناطق CA1 و CA3 هيپوكمپ در هر دو نيمكره ثبت شدند. پس از پيش‌پردازش داده‌ها، سه نوع ويژگي استخراج شد: ويژگي هاي حوزه زمان-فركانس، ويژگي هاي ديناميك غيرخطي، و ويژگي‌هاي مربوط به ارتباط و عليت بين كانال‌ها. اين ويژگي‌ها براي طبقه‌بندي به يك شبكه عصبي كانولوشن (CNN) وارد شدند، و نتايج در پنج سناريو مختلف كلاس‌بندي مورد ارزيابي قرار گرفتند: (1) كلاس‌بندي 6-كلاس براي ارزيابي تفكيك‌پذيري شكل‌‌موج‌هاي تشنج در مراحل مختلف، (2) كلاس‌بندي 5-كلاس براي ارزيابي اينكه آيا مراحل مختلف SE بصورت پيوسته قابل‌تفكيك هستند، (3) كلاس‌بندي 3-كلاس شامل كلاس‌هاي غيركانوالسيو، پيش-كانوالسيو و كانولسيو، و (4) كلاس‌بندي 2-كلاس كه كلاس‌هاي غيركانوالسيو را از كانوالسيو متمايز مي‌كند. همه ويژگي‌ها در اين سناريوهاي مختلف كلاس‌بندي به طور قابل‌قبول عمل كردند، و همه انها در كلاس‌بندي 2-كلاس به دقت 100 درصد در تشخيص مراحل غيركانوالسيو از كانوالسيو دست يافتند. اما ويژگي‌هاي زمان-فركانس به طور كلي بهترين نتايج را در تمام سناريوهاي طبقه‌بندي به دست ‌آوردند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/08/30
  • عنوان به انگليسي
    seizure stages detection using brain signals
  • تاريخ بهره برداري
    9/18/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    فاطمه شاه محمدي مهرجردي

  • چكيده به لاتين
    Epilepsy, a chronic neurological disorder characterized by recurrent seizures, affects millions worldwide, with status epilepticus (SE) representing a severe form that requires urgent intervention to prevent long-term brain damage or death. While traditional seizure assessment methods, such as Racine's scale and EEG analysis, provide valuable insights, they lack automation for early SE detection. This study aims to classify seizure stages and detect early SE using a rat model, marking the first known attempt of its kind. Five male Wistar rats underwent a PTZ-induced SE protocol, with intracranial EEG data recorded from four channels located in the CA1 and CA3 regions of the hippocampus in both hemispheres. After preprocessing the data, three types of features were extracted: time-frequency domain features, nonlinear dynamics features, and features related to the connectivity and causality between channels. These features were input into a convolutional neural network (CNN) for classification, and the results were eva‎luated across five different scenarios: (1) a 6-class classification to assess the separability of seizure waveforms at different stages, (2) a 5-class classification to eva‎luate whether the stage intervals were distinguishable, (3) a 3-class classification with non-convulsive, pre-convulsive, and convulsive categories, and (4) a 2-class classification differentiating non-convulsive from convulsive phases. All features performed effectively across these scenarios, achieving 100% accuracy in distinguishing non-convulsive from convulsive stages, with the time-frequency features yielding the best results overall across all classification scenarios.
  • كليدواژه هاي فارسي
    بحران‌صرع , مراحل‌بحران‌صرع , تجزيه و تحليل زمان-فركانس , ديناميك غيرخطي , ارتباطات مغزي , مقياس اصلاح‌شده ريسين , شبكه‌عصبي كانولوشن
  • كليدواژه هاي لاتين
    status epilepticus , status epilepticus stages , Time-frequency analysis , non-linear dynamics , Brain connectivity , revised Racine's scale , Convolutional Neural Network
  • Author
    Fateme Shahmohamadi
  • SuperVisor
    Dr. Erfanian