Detectia Crizelor de Epilepsie cu Ajutorul Transformatei Wavelet si a Dinamicii Neliniare

Extras din referat Cum descarc?

Introducere
Epilepsia este una din cele mai intalnite boli ale sistemului nervos, afectand aproximativ 1-3,5% din populatia lumii si se datoreaza unor factori care interfereaza cu impulsurile electrice la nivelul creierului [1]. Sistemul nervos produce descarcari electrice bruste, excesive si dezorganizate, care duc la aparitia convulsiilor. Activitatea creierului in timpul crizei difera semnificativ de activitatea in stagiul normal de functionare cu privire la frecventa si structura impulsurilor neuronale. 
Prezicerea unei crize este o provocare deoarece nu exista suficienta informatie certa despre mecanismul ce se face responsabil de o criza. Eficacitatea algoritmilor pentru descoperirea si prezicerea unei crize pot avea un impact profund in diagnosticarea si tratamentul epilepsiei.
In ultimii ani, au fost inregistrate cateva tentative cu privire la descoperirea si prezicerea crizelor din analiza EEG utilizandu-se doua abordari diferite:
1) examinarea undelor in EEG inaintea unei crize pentru a gasi evenimente sau schimbari in activitatea neuronala, cum ar fi spike-urile care pot precede criza;
2) analiza evolutiei spatial - temporale neliniare a semnalelor EEG pentru a se gasi o regula bine pusa la punct in momentul in care sistemul se schimba de la o stare normala la o stare de criza [2], [3].
Fiecare semnal EEG se descompune in cinci ritmuri: ritmul delta (0-4 Hz), ritmul theta (4-8 Hz), ritmul alpha (8-12 Hz), ritmul beta (13-30 Hz) si ritmul gamma (30-60 Hz). Nu se stie daca semnalul EEG ar trebui sa fie mai reprezentativ pentru dinamica creierului decat frecventele individuale ale ritmurilor. De fapt, ritmurile pot furniza informatii mai concise despre activitatea neuronala si, prin urmare, anumite schimbari in semnalul EEG care nu sunt evidente in intreg spectrumul pot fi amplificate si fiecare ritm este analizat separat. Acest fapt reprezinta premiza acestei cercetari. 
In aceasta lucrare este prezentata o metoda de detectie a crizelor de epilepsie cu ajutorul dinamicii neliniare si a transformatei wavelet. Analiza este aplicata pe trei categorii de semnale EEG: 1) subiecti sanatosi 2) subiecti epiletici aflati in intrevalul dintre crize 3) subiecti epileptici in timpul crizei.
Dinamica neliniara haotica a semnalului EEG este cuantificata sub forma dimensiunii de corelatie (DC) si a celui mai mare exponent Lyapunov (MEL). Asemenea semnalului EEG original, fiecare ritm este supus analizei dinamicii neliniare pentru a studia modificarile DC si MEL pe anumite ritmuri. Prin urmare, valorile DC si ale MEL se diferentiaza intre rimurile EEG-ului.
Analiza dinamicii neliniare pentru semnalele EEG
Sistemele neliniare, ca semnalele EEG, tind sa graviteze spre zone specifice in spatiul fazelor ce se numesc atractori. Cea mai importanta reprezentare a atractorilor o reprezinta harta de evolutie a sistemului in timp. Pentru analiza unui atractor se cunosc doua caracteristici principale si anume complexitatea si masura haosului. Complexitatea este o masura a proprietatilor geometrice a atractorului si este caracterizata de amplitudinea dimensiunii atractorului, care nu trebuie sa fie o valoare intreaga. In acest studiu, pentru masurarea complexitatii este utilizata dimensiunea de corelatie fiindca caracterizeaza atractorul cu rezolutie fina si este si eficienta din punct de vedere al calculului.
Starea de haos al atractorului reprezinta o masura a convergentei sau a divergentei traiectoriilor apropiate in spatiul fazelor. Teoria "efectului fluture" a teoriei haosului afirma ca intr-un sistem haotic doua puncte apropiate in spatiul fazelor au rezultate complet diferite. Prin urmare, se remarca ca o divergenta in traiectorie sugereaza haos in sistem si vice versa. In acesta lucrare, MEL este folosit pentru a masura haosul atractorului. In timpul activitatii normale a creierului, cursul impulsurilor neuronale reprezentate de semnalele EEG este mai putin organizat si are o complexitate si o stare de haos mai ridicata. Inaintea unei crize de epilepsie activitatea neuronala devine mai organizata EEG-ul este caracterizat prin DC si MEL cu valori mai scazute decat in situatia normala [4]. 
Dimensiunea de corelatie, DC se calculeaza folosind estimatorul Taken care afirma ca intr-un semnal finit constand in Nc=N-m0dm puncte, notate Yi(dM) Y (dM) pot fi Nc=N-m0dm perechi de distante (reprezentand matematic || Xi-Xj|| unde i!=j). DC este calculat ca: 
(1)
unde Yi(dM) si Yj(dM) sunt spatii de intarziere ale punctelor i si j si respectiv pentru dimensiunile integrate selectate, dm, iar ? este raza unitatii de masura. O abordare detaliata pentru calculul DC se gaseste in publicatia [4].
Numarul exponentilor standard Lyapunov este egal cu dimensiunea integrata a atractorului.
Pentru ca sistemul sa fie haotic, cel putin unul din acesti exponenti trebuie sa fie pozitivi ceea ce implica faptul ca MEL (?max) trebuie sa fie mai mare decat 0. MEL caracterizeaza rata de divergenta intre doua traiectorii vecine in spatiul fazelor.
Divergenta traiectoriei este definita ca distanta dintre doua puncte vecine in spatiul de intarziere al fazei dupa un timp dat (numit lungime prezisa). Media divergentei traiectoriei, DT, a atractorului pentru lungimea prezisa data, T, este exprimata matematic dupa metoda lui Wolf [2]:


Fisiere in arhiva (1):

  • Detectia Crizelor de Epilepsie cu Ajutorul Transformatei Wavelet si a Dinamicii Neliniare.doc

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Promoție: 1+1 gratis

După plată vei primi prin email un cod de download pentru a descărca gratis oricare alt referat de pe site.Vezi detalii.


Descarcă aceast referat cu doar 4 € (1+1 gratis)

Simplu și rapid în doar 2 pași: completezi adresa de email și plătești. După descărcarea primului referat vei primi prin email un alt cod pentru a descărca orice alt referat.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

Pe adresa de email specificata vei primi link-ul de descarcare, nr. comenzii si factura (la plata cu cardul). Daca nu gasesti email-ul, verifica si directoarele spam, junk sau toate mesajele.

2. Alege modalitatea de plata preferata:

* Prin apăsarea pe butonul “Descarcă acum” declar că am citit, înțeles și agreat termenii și condițiile.
* Prețul este fără TVA.


Hopa sus!