تشخيص اختلال شناختي خفيف با تجزيه تانسوري سيگنال هاي الكتروانسفالوگرافي

كارشناسي ارشد

اختلال شناختي خفيف مرحله مقدماتي و اوليه بيماري شديد آلزايمر است و تشخيص زودهنگام آن از اهميت زيادي براي خود شخص و همچنين اطرافيان او برخوردار است. با توجه به اينكه اين مرحله خفيف داراي علائم باليني دقيق و مشخصي نيست و درواقع علائم آن بين كهولت سن متعارف و زوال عقل حاد است، تشخيص آن كار دشواري است. در اين پژوهش با توجه به پيشينه خوب استفاده از مفهوم تانسور و تجزيه تانسوري در ساير كاربردها، براي تشخيص خودكار اختلال شناختي خفيف با استفاده از سيگنال الكتروانسفالوگرافي، براي نخستين بار از مفهوم تانسور و تجزيه تانسوري سيگنال EEG استفاده شده است و همچنين براي ساخت تانسور داده‌ها برخلاف روش‌هاي متعارف گذشته، نگاشت خاص و جديدي به نام نگاشت فاصله برابر آزيموثال انجام گرفته است كه اطلاعات موقعيت مكاني الكترودها نيز حفظ شود. براي تشكيل تانسور دادهها، ويژگي‌هاي متنوعي از قبيل توان باندهاي فركانسي مرسوم، توان نسبي باندهاي فركانسي و همچنين توان ريزباندهاي فركانسي در فواصل برابر و همچنين ويژگي‌هاي مرتبط با بي‌نظمي و پيچيدگي، مانند آنتروپي شانون، آنتروپي چند مقياسي، پيچيدگي لمپل-زيو نيز براي استخراج ويژگي استفاده شدند. در رابطه با ويژگي‌هاي مربوط به ارتباطات عملكردي نيز معيار انسجام و اطلاعات متقابل الكترودها و نواحي مختلف مغزي، استخراج شده و تانسور داده‌ها ساخته شد. سپس با استفاده از روش تجزيه تانسوري پارافاك، مؤلفه‌ها استخراج شده و از آن‌ها براي آموزش و طبقه‌بندي با ماشين بردار پشتيبان استفاده گرديد. روش ارائه شده روي دو مجموعه داده متنوع شامل گروه اول آزمايش كه 61 سوژه داشت و 29 نفر از آن‌ها داراي اختلال شناختي خفيف و 32 نفر افراد سالم بودند، پياده‌سازي شد و ميانگين دقت طبقه‌بندي 3/94 درصد حاصل شد. همچنين اين روش روي مجموعه داده دوم كه شامل 27 سوژه سالم و 25 مبتلا به اختلال شناختي خفيف و دقت 77/80 درصد كسب شد. دقت طبقه‌بندي در روش‌هاي سنتي مانند استفاده از توان باندهاي فركانسي، در مجموعه داده اول برابر با 54/89 درصد و در مجموعه داده دوم 5/67 درصد بوده است. لذا استفاده از روش پيشنهادي موجب بهبود عملكرد سيستم و افزايش قابل‌توجه دقت طبقه‌بندي بيماران اختلال شناختي خفيف و افراد كنترل و برتري نسبت به روش‌ سنتي گرديد.

204678

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

دكتر وحيد شالچيان