Отчёт о проведённой работе

В ходе лабораторной работы создается два ВП. Для начала рассмотрим программу и проведем анализ для первого ВП, где рассматривается тестовый сигнал ЭЭГ.

Частотный анализ тестового сигнала

Блок-схема программы выглядит следующим образом:

Рисунок 1 – Блок-схема программы.

Фронтальная панель программы выглядит следующим образом:

Рисунок 2 – Фронтальная панель.

После запуска программы установили для первого сигнала значения частоты синусоид 5 и 10 Гц, амплитуды -2 и 4. Для второго – значения частоты синусоид 10 и 15 Гц, амплитуды -3 и 5. В результате получаем графики сигналов (Рисунок 3), СПМ (Рисунок 4) и АКФ (Рисунок 5). А также графики ВСПМ и ВКФ (Рисунок 6)

Рисунок 3 – Графики тестовых сигналов

Рисунок 4 – Графики СПМ для двух сигналов

Рисунок 5 – Графики АКФ для двух сигналов

На графиках СПМ для тестового сигнала наблюдается преобладание частотных составляющих 5 Гц и 10 Гц для первого, для второго – 10 Гц и 15 Гц, что соответствует введённым параметрам. На графиках АКФ можем наблюдать медленно затухающую периодичность у обоих сигналов.

(а)	(б)
Рисунок 6 – График ВСПМ (а) и ВКФ (б)

Для второго сигнала установим значения частоты 5 и 10 Гц, оставляя значения первого графика неизменными. График второго сигнала (Рисунок 7), графики ВСПМ и ВКФ (Рисунок 8) будут следующие:

Рисунок 7 – График тестового сигнала

(а)	(б)
Рисунок 8 – График ВСПМ (а) и ВКФ (б)

Для второго сигнала установим значения частоты 15 и 20 Гц, оставляя значения первого графика неизменными. График второго сигнала (Рисунок 9), графики ВСПМ и ВКФ (Рисунок 10) будут следующие:

Рисунок 9 – График тестового сигнала

(а)	(б)
Рисунок 10 – График ВСПМ (а) и ВКФ (б)

На основе этих графиков можно сделать вывод, что при изменении частотных составляющих изменяются ВСПМ и ВКФ. При наличие одинаковых частотных составляющий график ВКФ будет иметь схожесть с графиком АКФ каждого из сигнала, справедлива и обратная ситуация, когда частотные составляющие различны – график ВКФ будет иметь практическую прямую линию (отсутствие взаимосвязей между сигналами). График ВСПМ также претерпевал изменения, в первой ситуации, можно наблюдать преобладание частотных составляющих в 10 Гц (т.к. оба графика имеют этот введенный параметр), во втором случаем присутствует также частотные составляющие в 5 Гц (графики имеют одинаковые введенные параметры), в третьем же случае на графике ВСПМ наблюдается наличие составляющих в 5 Гц, 10 Гц, 15 Гц, 20 Гц.

Частотный анализ ээг

Для частотного анализа был разработан второй ВП. Блок-схема программы выглядит следующим образом:

Рисунок 11 – Блок-схема программы.

Фронтальная панель программы выглядит следующим образом:

Рисунок 12 – Фронтальная панель.

В результате работы программы были получены следующие графики:

После запуска программы, пользователь может выбрать анализируемые отведения, для дальнейшего рассмотрения (в нашем случае это 1 и 4 отведения), на фронтальную панель выводятся следующие графики:

Рисунок 13 – Графики всех отведений ЭЭГ

Рисунок 14 – Графики СПМ для выбранных отведений

Рисунок 15 – Графики АКФ для выбранных отведений

(а)	(б)
Рисунок 16 – График ВСПМ (а) и ВКФ (б) для выбранных отведений

На основе этих графиков можно сделать следующие выводы: на графиках СПМ для двух отведений можно увидеть преобладание некоторых частотных составляющих, а именно для первого отведения это 20 Гц и в меньшей степени 5 Гц. Для второго отведения – 3-4 Гц, и в меньшей степени 20 Гц. На графике ВСПМ мы также можем наблюдать преобладание этих частот – 4-5 Гц и 20 Гц. Анализируя графики АКФ можно заметить, что каждое из отведений обладает периодичностью, особенно это выраженно у второго отведения. По графику ВКФ можно судить о наличие однотипных частотных составляющий для выбранных отведений, что означает высокую взаимосвязь между сигналами.

Также рассмотрим 4 ритма, которые можно выделить из этих отведений.

Дельта-ритм

Рисунок 17 – Графики выделенного Дельта-ритма

Рисунок 18 – Графики СПМ для Дельта-ритма

Рисунок 19 – Графики АКФ для Дельта-ритма

(а)	(б)
Рисунок 20 – График ВСПМ (а) и ВКФ (б) для выбранных отведений

Рассматривая графики СПМ, можно выделить основную частотную составляющую, равную 2-4 Гц, что соответствует теории. При анализе графиков АКФ можно заметить определенную периодичность сигналов, а также по графику ВКФ можно судить о взаимосвязи этих двух сигналов.

Тета-ритм

Рисунок 21 – Графики сигналов тета-ритма для двух отведений

Рисунок 22 – Графики СПМ для Тета-ритма

Рисунок 23 – Графики АКФ для Тета-ритма

(а)	(б)
Рисунок 24 – График ВСПМ (а) и ВКФ (б) для выбранных отведений

Смотря на графики СПМ, можно выделить преобладание частотных составляющих в 5-6 Гц, что соответствует теории. Графики АКФ для двух отведений свидетельствуют о наличии периодичности внутри сигнала, причем периодичность второго сигнала лучше выражена. Глядя на график ВКФ, можно судить о наличии однотипных частотных составляющих у двух сигналов, т.е. об их взаимосвязанности.

Альфа-ритм

Рисунок 25 – Графики Альфа-ритма для двух отведений

Рисунок 26 – Графики СПМ

Рисунок 27 – Графики АКФ

(а)	(б)
Рисунок 28 – График ВСПМ (а) и ВКФ (б) для выбранных отведений

Смотря на графики СПМ, можно выделить преобладание частотных составляющих в 10-12 Гц, что соответствует теории. Графики АКФ для двух отведений свидетельствуют о наличии периодичности внутри сигнала, причем периодичность первого сигнала лучше выражена. Глядя на график ВКФ, можно судить о наличии однотипных частотных составляющих у двух сигналов, т.е. об их взаимосвязанности.

Бета-ритм

Рисунок 29 – Графики Бета-ритма для двух отведений

Рисунок 30 – Графики СПМ

Рисунок 31 – Графики АКФ

(а)	(б)
Рисунок 32 – График ВСПМ (а) и ВКФ (б) для выбранных отведений

Смотря на графики СПМ, можно выделить преобладание частотных составляющих в 18-25 Гц в большей степени, и 26-40 Гц в меньшей степени, что соответствует теории. Графики АКФ для двух отведений свидетельствуют о наличии периодичности внутри сигнала. Глядя на график ВКФ, можно судить о наличии однотипных частотных составляющих у двух сигналов, т.е. об их взаимосвязанности.

Вывод

В ходе работы была написана программа для проведения частотного анализа ЭЭГ, Сформированы два тестовых сигнала ЭЭГ, для которых были рассчитаны и проанализированы СПМ, АКФ и ВКФ. А также был загружен действительный ЭЭГ сигнал, для которого были также рассчитаны и исследованы эти параметры. Затем были выделены 4 ритма для каждого из отведений, которые также были проанализированы по этим параметрам. Все графики соответствуют теоретическим данным.

Программа, соответствующая варианту, выполнила свою работу правильно, а значит задание на лабораторную работу было выполнено верно.