Αλγόριθμοι πρόβλεψης σε ηλεκτροεγκεφαλογραφήματα (EEG)

Abstract

Αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη αλγορίθμων πρόβλεψης σε καταγραφές που προέρχονται από το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG). Στο βιβλιογραφικό μέρος της εργασίας αυτής αναλύονται βασικές αρχές και στοιχεία σχετικά με το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, τον ηλεκτροεγκεφαλογράφο και την επιληψία. Επίσης γίνεται συζήτηση για θέματα σχετικά με τη συσχέτιση (correlation) και την ετεροσυσχέτιση (cross-correlation) που αποτέλεσαν βασικά στοιχεία του αλγορίθμου που αναπτύξαμε στην παρούσα διπλωματική. Ακόμα εστιάζουμε στις άλλες μεθόδους που έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι τώρα για την ανίχνευση αλλά και την πρόβλεψη επιληπτικών κρίσεων μέσω της επεξεργασίας των EEG. Τέλος, στο βιβλιογραφικό κομμάτι, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προηγούμενων μεθόδων αλλά και μια αναφορά για την μέθοδο που θα χρησιμοποιήσαμε εμείς για να εξάγουμε αποτελέσματα από την επεξεργασία των ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων. Στο ερευνητικό μέρος τώρα της διπλωματικής εργασίας υλοποιήσαμε κάποιους αλγορίθμους για την επεξεργασία EEG σημάτων και στη συνέχεια μέσα από αυτή τη διαδικασία καταφέρουμε να έχουμε κάποια αποτελέσματα σχετικά με την ανίχνευση επιληπτικών κρίσεων μέσα σε αυτά τα ηλεκτροεγκεφαλογραφήματα. Οι στόχοι της διπλωματικής εργασίας περιληπτικά είναι οι εξής:  Παρουσίαση και κατανόηση στην έννοια του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (EEG).  Αναφορά στην επιληψία και στις επιληπτικές κρίσεις  Εκτενή αναφορά στο correlation και το cross-correlation και πως αυτά βοήθησαν στην υλοποίηση αυτής της εργασίας  Υλοποίηση αλγορίθμου επεξεργασίας των EEG σημάτων και μέσα από αυτόν εξαγωγή αποτελεσμάτων σχετικά με την ανίχνευση επιληπτικών κρίσεων  Συμπεράσματα που βγαίνουν μέσα από τα γραφήματα των αποτελεσμάτων των αλγορίθμων  Πιθανές προτάσεις και ανάγκη για μελλοντικές έρευνες. Για την υλοποίηση και το "τρέξιμο" των αλγορίθμων χρησιμοποιήθηκε εξ αρχής η γλώσσα προγραμματισμού Matlab.

The purpose of this thesis is the development of prediction algorithms on electroencephalograms (EEG). In the bibliographical part of this thesis some things that we analyze are electroencephalogram, electroencephalograph and epilepsy. Furthermore we discuss some things about correlation and cross-correlation. In addition we focus on other methods about prediction and detection of epileptic seizures through electroencephalograms. Finally at the bibliographical part there are the results of the other methods and a small reference in the method that we are going to use to extract results from the elaboration of EEG. At the research part of the thesis implemented some algorithms for EEG elaboration and through this process we had some results about detection of epileptic seizures in EEG. The work objectives of this thesis are the following:  Presentation and understanding about the meaning of electroencephalogram (EEG).  A report about epilepsy and epileptic seizures.  Extensive report about what correlation and cross-correlation are and how these help us in this thesis purpose.  Implementation of algorithms that processed EEG signals and thorough this process extract results about epileptic seizure detection.  Conclusions drawn through the graphics of the results of the algorithms  Possible proposals and need for future research. For the implementation and the "run" of the algorithms the programming language that was used from start was Matlab.