3.Спектральный анализ ээг.
3.1.Методика выполнения спектрального анализа.
Спектральный анализ является одним из стандартных методов , используемых для количественной оценки ЭЭГ. Спектральная плотность мощности (спектр мощности) отражает "частотный" сигнал или распределение мощности сигнала по частоте. Основой частотного анализа является преобразование Фурье принимающее различные формы в зависимости от вида анализируемых сигналов. Однако общим является предположение о том, что исследуемые процессы (сигналы) состоят из определенного числа синусоидальных и/или косинусоидальных составляющих (гармоник) последовательно возрастающего ряда частот.
Преобразование Фурье и осуществляет разложение сигнала на ряд гармонических составляющих без какой-либо потери информации. Каждая гармоника определяется тремя параметрами: амплитудой, начальной фазой и частотой. Зависимость амплитуды и фазы гармоник от частоты называется спектром.
В случае непрерывного и бесконечного по длительности сигнала его спектр также будет непрерывным и бесконечным в частотной области. На практике же мы имеем дело с ограниченными во времени сигналами, амплитуды которых измерены через равные промежутки времени . Поэтому и результирующий спектр получается тоже дискретным и ограниченным в частотной области .Такое разложение дает модификация метода, называемая дискретным преобразованием Фурье.
Для того чтобы определить в какой из ритмов имеет максимальную чувствительность была определена спектральная плотность ритма , [4]. Результаты сведены в рисунок 3 .
а) Бодрствование.
Рисунок 3.1. Отведение О2-А2.
Рисунок 3.2. Отведение С4-А2.
Рисунок 3.3. Отведение F4-А2.
б) Дремота.
Рисунок 3.4 Отведение О2-А2.
Рисунок 3.5. Отведение С4-А2.
Рисунок 3.6. Отведение F4-А2.
в) Сон
Рисунок 3.7. Отведение О2-А2.
Рисунок 3.8. Отведение С4-А2.
Рисунок 3.9. Отведение F4-А2.
3.2.Сравнительный анализ спектральных характеристик ЭЭГ.
1 столбец - Бодрствование
2 столбец - Дремота
3 столбец - Сон
Заключение
В ходе курсовой работы сделал и проанализировал визуальный, спектральный и автокорреляционный анализы данных ЭЭГ в цикле
« Бодрствование-Сон».
По полученным данным были построены графики и столбчатые диаграммы, по которым определялись коэффициент детерминации и чувствительность.
Построив диаграммы в визуальном анализе мы можем наблюдать что самое информативное отведение это F4-А2 т.к. у него линейно уменьшается размах ритмов ЭЭГ что соответствует теоритическим данным и в этом отведении самая большая чувствительность и аппроксимация .Отведения C4-А2 и О2-А2 не годятся из за малой информативности .
В спектральном анализе при засыпании альфа ритм начинает уменьшаться и увеличиваться по частоте ,а более медленные тета и дельта ритмы увеличиваются ,следовательно самым информативный является отведение О2-А2 т.к на его диаграмме лучше всего видно уменьшение альфа ритмов и увеличение медленных ритмов что соответствует теоритическим данным .
Таким образом, сравнив все данные анализов, можно сделать вывод что альфа ритмы в отведениях С4-А2 и О2-А2 уменьшаются при засыпании ,а в фронтальном отведении альфа ритмы не зависят от засыпания т.к отвечают за мыслительную деятельность это соответствует нормам ЭЭГ приведенных в теоретических данных . Медленные ритмы С4-А2 и О2-А2 хоть и имеют коэффициент детерминации R=0,7 и R=0,9 ,но они не соответствуют нормам ЭЭГ из теоретических данных, [1,2].
Список литературы :
Цыбрий И.К. :Методическое издание «Исследование биоэлектрической активности мозга в цикле «бодрствование-сон» - 2009г
Нидермайер Е ; Силва Ф.Л. (2004 год). Электроэнцефалография: Основные принципы, клинические применения и в смежных областях.
Абу-Кхалил и Мусилас К.Е : Атлас EEG и судорожной симптоматики(2003 год).
Бузсаки Г. : Ритмы головного мозга (2006год)
https://en.wikipedia.org/wiki/Electroencephalography
Гарри Н. Гарсия ; Т. Эбрахими и Ж. М. Вешин: EURASIP журнал по прикладной обработки сигналов, специальный выпуск на Neuromorphical . 2005 год
http://mmspg.epfl.ch/files/content/sites/mmspl/files/shared/BCI/publications/reportsammerkumar.pdf
М. Акин : Сравнение и методы быстрого преобразования Фурье в анализе . Спектральный анализ (3, Июня 2002 года)
http://fbd.aydin.edu.tr/makaleler/ciltxsayix/siddiqi.pdf