EEG TABANLI BEYİN BİLGİSAYAR ARAYÜZLERİ

Önder Aydemir

Karadeniz Teknik Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü

Elektrik Elektronik Mühendisliği ABD

AB2009

Önder Aydemir 2

GirişBeynin Fizyolojik YapısıElektroensefalogram (EEG)EEG İşaretlerinin ÖzellikleriBeyin Bilgisayar Arayüzü (BBA)Öznitelik çıkarmaSınıflandırmaÖnerilerSorular

Önder Aydemir 3

Beynin Fizyolojik Yapısı

Şekil1. Nöronun Yapısı

Önder Aydemir 4

Electroensefalogram (EEG)

Şekil 2. Hans Berger tarafından kaydedilen ilk EEG işareti (1929).

Hans Berger / 1873-1941

Önder Aydemir 5

EEG İşaretlerinin Özellikleri

Genlik tepeden tepeye 1-400 μV

Frekans Bandı 0.5-100 Hz

Delta: 0.5-4 Hz, 20-400 μV

Teta: 4-8 Hz, 5-100 V

Alfa: 8-13 Hz, 2-10 V

Beta: >13 Hz, 1-5 V

Şekil 3. EEG dalgaları

Önder Aydemir 6

Elektrotların Bağlanması

Şekil 4. Elektrotların bağlanma biçimleri

Önder Aydemir 7

BEYİN BİLGİSAYAR ARAYÜZÜ (BBA)

Kas sistemine gereksinim yoktur

EEG, SCR,fMRI, LFP, NIRS, ECoG,

MEG tabanlı olabilir

Daha çok felçli ve ALS hastalarına

yöneliktir

Popüler bir konudur

Önder Aydemir 8

BEYİN BİLGİSAYAR ARAYÜZÜ (BBA)

EEG ile BBA arasındaki ilişki

EEG; pratik, uygulanması kolay,

hızlı erişilebilir

Şekil 5. BBA çalışmasına örnek

Önder Aydemir 9

BEYİN BİLGİSAYAR ARAYÜZÜ

Şekil 6. BBA sistemi

Önder Aydemir 10

Önder Aydemir 11

BEYİN BİLGİSAYAR ARAYÜZÜ

Sürekli Değişim GöstermeleriÇok düşük genlikli olmalarıKişiden kişiye işaretlerin değişir olmasıİşaretlerin kişinin ruhi durumundan ve fiziksel hareketlerinden etkilenmesiArtifaktlarAnaliz için doğru elektrotun seçimi

BBA’daki Zorluklar

Önder Aydemir 12

Literatürdeki ÇalışmalarÖznitelik Çıkarma Yöntemleri

Ham EEG

Frekans bandları

Aksiyon potansiyelleri

Genlik değerleri

PCA, ICA, dalgacık dönüşümü, filtreleme yöntemleri

İstatistiki yöntemler

Sınıflandırma Yöntemleri

DVM

KNN

YSA

Bulanık mantık

LDA

Önder Aydemir 13

Yapılan Çalışmalar ve Bulgular

Şekil 7. (a) eğitim verileri,(b) test verileri

a b

Önder Aydemir 14

Yapılan Çalışmalar ve Bulgular

Tablo 1. AP ve SP’ye dayalı sınıflandırma doğrulukları

Sınıflandırma

AP % Doğruluk

SP% Doğruluk

Öznitelik: a+TN Öznitelik: a+TN

DVM 90,78 89,42

KNN 90,44 92,15

Önder Aydemir 15

Öneriler

Uygun elektrot seçimiAğırlıklandırma usulü öznitelik belirlemeFarklı sınıflandırma yöntemleri kullanmaFarklı matematiksel yöntemler kullanma

Önder Aydemir 16

Teşekkürler