Сравнение EasyEEG с профессиональным ЭЭГ

В проекте EasyEEG была предложена очень простая для повторения схема аппаратной части электроэнцефалографа (ЭЭГ). Но нужно понять насколько качественный сигнал он дает. Может ли он дать какую-нибудь полезную информацию? Первичный анализ дал положительные результаты, т.к. спектр сигнала EasyEEG совпал с теоретическим спектральным составом ЭЭГ.

Но более убедительные и полные данные даст сравнение с “эталонным” электроэнцефалографом. В качестве такого устройства используем профессиональный электроэнцефалограф NVX36, производства компании “Медицинские компьютерные системы”. Данная система даст не только сигнал ЭЭГ, но и позволит произвести синхронную регистрацию ЭЭГ по всем стандартным отведениям. Таким образом, можно выбрать наиболее интересные позиции для регистрации, произвести цветовое картирование ЭЭГ.
Но главное, можно зарегистрировать ЭЭГ обеими системами с одной зоны мозга и сравнить результаты!

Регистрация распределения электрических потенциалов ЭЭГ

Вначале произведена регистрация 22 каналов ЭЭГ NVX по всем стандартным отведениям системы 10-20 в униполярной системе относительно ушного электрода. В настройках программы установлен диапазон частот от 0.5 до 30 Гц.

В процессе регистрации можно сделать простой тест с закрыванием глаз. В результате усиливается альфа ритм, особенно в затылочных отведениях.

ЭЭГ
ЭЭГ с закрытием глаз

Эти данные могут быть использованы для выявления зон интереса на головном мозгу, построения карты распределения электрической активности, выявления наиболее независимых отведений и т.п.
Если посмотреть на спектры, расположенные по местам расположения точек регистрации, то видно, как некоторые точки дают очень схожий спектральный состав.

Сравнение EasyEEG с профессиональным ЭЭГ

Корреляционный анализ подтвердил связь близлежащих сигналов с фронтальной и затылочной областей черепа. Это говорит о том, что при выборе точек наложения электродов при одноканальной регистрации, стоит выбирать области максимально отличающиеся друг от друга.

Однако, если построить распределение электрических потенциалов по частотным диапазонам, то будет понятно, что каждый электрод дает некоторую новую информацию.

Сравнение EasyEEG с профессиональным ЭЭГ
Топографическое картирование ЭЭГ по частотным диапазонам
Сравнение EasyEEG с профессиональным ЭЭГ
Топографическое картирование ЭЭГ по амплитуде спектра

Если же карту ЭЭГ строить не планируется (не возможно), то это не настолько важно.

Совместная регистрация сигналов EasyEEG и NVX

Для сравнения систем, была произведена запись одного канала с затылочной части головы.

Сравнение EasyEEG с профессиональным ЭЭГ
Синхронная ЭЭГ (справа – NVX, слева – EasyEEG) с бетта ритмом (глаза открыты)

Во время регистрации был проведен тест с закрытием глаз. Во время этого, было видно увеличение маркера альфа ритма у EasyEEG. Что говорит о наличии в нем информации об этом. О видах ритма и соответствующих им состояниях можно прочитать в статье про получение ЭЭГ на модуле AD620.

Сравнение EasyEEG с профессиональным ЭЭГ
Синхронная ЭЭГ (справа – NVX, слева – EasyEEG) с альфа ритмом (глаза закрыты)

Применив обычную цифровую фильтрацию КИХ от 0.5 до 30 Гц сигнала EasyEEG, реализуется обработка аналогично NVX.

Сравнивая сигналы ЭЭГ, видна практически полное подобие формы сигналов.

Сравнение EasyEEG с профессиональным ЭЭГ
Сверху ЭЭГ NVX, снизу – EasyEEG

Также можно сравнить спектры.

Сравнение EasyEEG с профессиональным ЭЭГ
Спектр ЭЭГ NVX – черный, EasyEEG – красный

И здесь выделяется одна и таже частота 10 Гц, соответствующая альфа ритму.

Видеопрезентация

Вывод

В итоге можно заключить, что если и есть небольшое отличие в сигналах EasyEEG и NVX, то незначительные. Это вполне достойный результат для такой простой реализации ЭЭГ системы.

Данный метод фильтрации будет интегрирован в программное обеспечение системы EasyEEG, следите за изменениями на сайте LabData.ru, не забывайте подписываться на канал YouTube и в группу ВК.

(с) Роман Исаков, 2021

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *