رمزگشايي سيگنال هاي حسي از اعصاب محيطي پنجه پشتي موش صحرايي

كارشناسي ارشد

يكي از كاربردهاي عمده رمزگشايي سيگنال‌هاي عصبي در ساخت پروتزهاي عصبي براي بازيابي عملكردهاي حسي- حركتي از دست رفته در بيماراني كه دچار آسيب مغزي- نخاعي شده‌اند مي‌باشد. رمزگشايي سيگنال‌هاي حركتي در به حركت در آوردن پروتز و سيگنال‌هاي حسي در ايجاد فيدبك حسي كاربرد دارند. كاشت الكترود و ثبت‌گيري از اعصاب محيطي نسبت به سيستم اعصاب مركزي اختصاصي‌تر است و سطح آسيب‌زايي و تهاجمي كمتري از كاشت الكترود در سيستم اعصاب مركزي دارد. در پژوهش‌هاي قبلي در زمينه رمزگشايي سيگنال‌هاي حسي، عمدتا امكان طبقه‌بندي دو يا سه كلاسه انواع تحريك‌هاي حسي مورد بررسي قرار گرفته و طبقه‌بندي انواع بيشتر تحريك‌ها مورد بررسي قرار نگرفته بود. هدف ما در اين پايان‌نامه، استفاده از روش‌هاي مختلف در استخراج ويژگي سيگنال الكترونوروگرافي براي رمزگشايي تحريكات حسي، ارزيابي و مقايسه اين روش‌ها با يكديگر و ارائه يك مدل طبقه‌بندي‌كننده با دقت رمزگشايي قابل قبول مي‌باشد. جراحي و ثبت سيگنال الكترونوروگرافي با الكترود كاف سه كاناله قرار گرفته دور عصب سياتيك، براي پنج موش صحرايي ويستار انجام شد. چهار نوع تحريك حسي شامل نيشگون گرفتن كف پا، فشار كف پا، بستن انگشتان و بستن مچ پا به پنجه پشتي هر موش صحرايي بيهوش شده در جلسات مختلف اعمال شد. ويژگي‌هاي زماني شامل MAV، VAR و WL و ويژگي‌هاي طيفي شامل ضرايب مدل AR و FFT استخراج گرديد. همچنين در اين مطالعه از دو نوع طبقه‌بندي‌كننده SVM وKNN براي تفكيك و جداسازي پنج كلاسه شامل چهار نوع تحريك فوق الذكر و يك حالت استراحت بدون تحريك استفاده شد و عملكرد روش‌ها با يكديگر مقايسه گرديد. در مقايسه دو نوع طبقه‌بندي‌كننده بررسي شده، SVM به ازاي هر سه ويژگي نسبت به KNN دقت بهتري داشت. در مقايسه ويژگي‌ها هم ويژگي FFT(8/89%)، AR (38/82%) نسبت به زماني(23/59%) عملكرد بهتري داشتند. بين دو الكترود با لايه‌هاي خارجي طلا و مس، طلا نتايج بهتري داشت و در حالت‌هاي مختلف انتخاب كانال، استفاده از ميانگين‌گيري شده‌ي سه كانال نتايج بهتري داشت. نشان داديم كه به ازاي حداقل طول 100ميلي‌ثانيه‌اي سيگنال با ويژگي‌هاي طيفي مي‌توان طبقه‌بندي چندكلاسه با دقت قابل قبولي از تحريك‌هاي حسي داشت.

192798

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي - بيو الكتريك

دكتر وحيد شالچيان