Попов Антон Олександрович. Розробка методів та засобів обробки електроенцефалограм для епілептології : Дис... канд. техн. наук: 05.11.17 / Національний технічний ун-т України "Київський політехнічний ін-т". — К., 2006. — 188арк. — Бібліогр.: арк. 171-183.
Анотація до роботи:
Попов А.О. Розробка методів та засобів обробки електроенцефалограм для епілептології. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – Біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2006.
Дисертація присвячена розробці методів та засобів часової локалізації епілептиформних комплексів у електроенцефалограмах. Удосконалено методи адаптивної побудови материнських вейвлет-функцій для довільних класів коливань на основі методу власних векторів. На основі розробленої методики вперше реалізовано алгоритм адаптивної побудови материнських вейвлетів для визначених лікарем класів епілептиформних комплексів, що дозволяє проводити часову локалізацію епілептиформних комплексів у електроенцефалограмі за результатами аналізу вейвлет-спектру.
На основі методу власних векторів удосконалено методи адаптивної побудови еталонів для класів епілептиформних комплексів. Запропоновані еталони складаються з родового комплексу класу епілептиформних коливань та параметрів його можливих припустимих спотворень, що дозволяє проводити часову локалізацію епілептиформних комплексів у електроенцефалограмі засобами розпізнавання образів з використанням контекстної інформації.
Розроблено та реалізовано експериментальний зразок та досліджено ефективність роботи програмно-апаратного комплексу на базі комп‘ютерного електроенцефалографа, який дозволяє проводити локалізацію епілептиформних комплексів у сигналі електроенцефалограми засобами розпізнавання образів та з використанням вейвлет-розкладу сигналу електроенцефалограми.
У дисертації удосконалено методи та засоби автоматичної ідентифікації епілептиформних комплексів у електроенцефалограмах.
На основі аналізу алгоритмічного та методичного забезпечення систем автоматизованої обробки ЕЕГ обґрунтовано необхідність вирішення наукової задачі розробки методів та створення нових технічних засобів для адаптивної обробки електроенцефалограм з метою виявлення в них епілептиформних комплексів.
Обґрунтовано використання у електроенцефалографії неперервного вейвлет-перетворення ЕЕГ та розпізнавання образів для вирішення задач епілептології, а саме для часової локалізації епілептиформних комплексів у ЕЕГ.
Удосконалено методи адаптивної побудови материнських вейвлет-функцій для довільних класів коливань на основі методу власних векторів. Це дає змогу застосовувати стандартні порогові алгоритми до вейвлет-коефіцієнтів з метою локалізації у сигналах елементів даного класу.
На основі розробленого методу створено і реалізовано алгоритм адаптивної побудови материнських вейвлетів для визначених лікарем класів епілептиформних комплексів, що дозволяє проводити часову локалізацію ЕК у електроенцефалограмі по результатам аналізу вейвлет-спектру ЕЕГ. При експериментальному дослідженні використання адаптованої до класу ЕК материнської вейвлет-функції, побудованої за запропонованим методом, отримано показник вірних позитивних детектувань ЕК на рівні 80 %, що приблизно в 1.6 рази більше, ніж при використанні вейвлетів “мексиканський капелюх” та Морле, які застосовуються у епілептології зараз. Це дає змогу чіткіше локалізувати ЕК у сигналі електроенцефалограми в результаті проведення неперервного вейвлет-аналізу.
На основі методу власних векторів удосконалено методи адаптивної побудови еталонів для класів ЕК. Запропоновані еталони складаються з родового комплексу класу епілептиформних коливань та параметрів його можливих припустимих спотворень, що дозволяє проводити часову локалізацію ЕК у ЕЕГ засобами розпізнавання образів з використанням контекстної інформації.
Розроблено алгоритм адаптивної побудови еталонів для класів епілептиформних коливань у ЕЕГ, що дозволяє проводити автоматизоване розпізнавання образів ЕК у ЕЕГ шляхом порівняння з еталоном та з використанням розробленої міри близькості – значущого максимального відхилення. Було одержано такі показники ефективності розробленого експериментального зразка автоматизованої системи часової локалізації ЕК у штучних ЕЕГ засобами розпізнавання образів: чутливість 92.5 %, селективність 90.5 %, специфічність 89.7 %. Для реальних сигналів ЕЕГ відносна кількість вірних позитивних детектувань ЕК склала 85 % при рівні невірних позитивних 15 %, що є прийнятним результатом.
На базі комп‘ютерного електроенцефалографа розроблено структуру, реалізовано експериментальний зразок та досліджено ефективність роботи програмно-апаратного комплексу, який дозволяє проводити локалізацію епілептиформних комплексів у сигналі ЕЕГ засобами розпізнавання образів та з використанням вейвлет-розкладу сигналу електроенцефалограми.
Публікації автора:
Фесечко В.А., Попов А.О. Часова локалізація комплексів коливань у електроенцефалограмі // Электроника и связь. – 2004. – № 21. – С. 51 – 55. Здобувачем розроблено алгоритм роботи та експериментальний зразок системи аналізу електроенцефалограм.
Фесечко В.А., Попов А.О., Гутаревич В.В. Новий адаптивний метод обробки електроенцефалограм // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2004. – № 4. – С. 34 – 39. Здобувачем розроблено засади адаптивного методу обробки електроенцефалограм.
Попов А.О., Канайкін О.М., Борисов О.В., Фесечко В.О. Ідентифікація комплексів епілептиформної активності в електроенцефалограмі // Наукові вісті НТУУ "КПІ". – 2005. – № 5. – С. 118 – 126. Здобувачем розроблено методичне та алгоритмічне забезпечення розпізнавання образів епілептиформних комплексів.
Попов А.О. Методики комп‘ютеризованої локалізації комплексів епілептиформної активності у електроенцефалограмі // Электроника и связь. – 2005. – № 25. – С. 42 – 49.
Попов А.О. Побудова материнських вейвлет-функцій методом власних векторів // Электроника и связь. Тематический выпуск «Проблемы электроники», ч. 2. – 2006. – С. 54 – 58.
Anton O. Popov, Volodymyr O. Fesechko, Alexey M. Kanaykin. Identification of epileptiform patterns in electroencephalogram // Proceedings of SPIE. – 2006. – vol. 6159, Feb. 2006. – P. 1104 – 1113. Здобувачем запропоновано підходи до автоматизованої ідентифікації епілептиформних комплексів.
Фесечко В.О., Іванушкіна Н.Г., Карплюк Є.С., Попов А.О., Афана Л. Інформаційні технології високого розрізнення у медичних дослідженнях // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск «Проблеми сучасної електротехніки», ч. 1. – 2006. – С. 123 – 128. Здобувачем розроблено засади застосування технологій високого розрізнення до адаптивного аналізу електроенцефалограм.
Фесечко В.А., Попов А.А. Адаптивный метод обработки электроэнцефалограмм // 7-й Международный молодежный форум «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке»: Сб. материалов форума; Харьков, 22 – 24 апреля 2003 г. – Харьков: ХНУРЭ, 2003, С. 249.
Попов А.О. Можливість та переваги використання ємнісних електродів у електроенцефалографії // 8-й Международный молодежный форум «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке»: Сб. материалов форума, Ч.1; Харьков, 13 – 15 апреля 2004 г. – Харьков: ХНУРЭ, 2004, С. 133.
Фесечко В.А., Борисов А.В. Попов А.А. Передача многоканальных сигналов по телемедицинским каналам связи // 10-ая Юбилейная международная научная конференция «Теория и техника передачи, приема и обработки информации»: Сб. тезисов докладов, Ч.1; Харьков – Туапсе, 28 сентября – 1 октября 2004 г. – Харьков: ХНУРЭ, 2003, С. 36 – 37.
Фесечко В.А., Попов А.О. Пацієнт-адаптивний метод аналізу електроенцефалограм // 3-я Всеукраїнська науково-технічна конференція “Фізичні процеси та поля технічних та біологічних об‘єктів”: Тези наукових доповідей. – Кременчук: КДПУ, 2004. – С. 40.
Попов А.О., Борисов О.В. Еталон комплексу епілептиформних коливань для автоматичного аналізу електроенцефалограм // 9-й Міжнародний молодіжний форум «Радіоелектроніка і молодь в XXI ст»: Сб. матеріалів форуму; Харків, 19 – 21 квітня 2005 р. – Харків: ХНУРЕ, 2005, – С. 225.
Попов А.А., Фесечко В.А., Борисов А.В. Анализ электроэнцефалограмм средствами распознавания образов // 2-й Международный радиоэлектронный форум «Прикладаная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития» МРФ-2005: Сб. научных трудов, Т.3. Международная конференция «Информационные системы и технологии»; Харьков, 19 –23 сентября 2005 г. – Харьков: АНПРЭ, ХНУРЭ, 2005, С. 355 – 357.
Попов А.А., Фесечко В.А. Методы синтеза материнской вейвлет-функции для электроэнцефалографии // XXVI Международная научно-техническая конференция «Проблемы электроники». – Киев: КПИ, 2006. – С. 9.
Попов А.О., Борисов О.В. Адаптивний метод побудови материнських вейвлет-функцій для аналізу електроенцефалограм // 10-й ювілейний міжнародний молодіжний форум «Радіоелектроніка і молодь в XXI ст»: Зб. матеріалів форуму; Харків, 10 – 12 квітня 2006 р. – Харків: ХНУРЕ, 2006. – С. 216.
Попов А.А., Фесечко В.А. Временная локализация комплексов эпилептиформной активности с использованием адаптированных материнских вейвлет-функций // Труды 7-й Международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии». – Одесса: ТКЭА, 2006. – Т. 1. – С. 61.
