Analiza și Prelucrarea Datelor Prelevate în Înregistrările EEG pe Durata Somnului

Introducere

Motivatie

Domeniul biomedical este o arie de interes în continua dezvoltare în ultimii ani Premisele ce permit aceasta dezvoltare sunt îndeplinite de studiile i descoperirile efectuate atât în domeniul medical, cât i în cel ingineresc, cele doua fiind puternic interconectate Semnalele biomedicale(biofeedback dupa cum sunt cunoscute în literatura de specialitate) reprezinta o sursa bogata de informa ie, a carei prelucrare corecta faciliteaza progresul tehnologic continuu în acest domeniu

Amintind semnalele biomedicale, putem afirma ca dintre acestea, semnalele ce reprezinta activitatea cerebrala sunt cele mai complexe, fapt sus inut de însa i misiunea creierului uman, aceea de a corela toate activita ile organismului Lucrarea de fa a vine deci pentru a explica concepte, a oferi informa ii, metode pentru detec ie i chiar control în cazul studiului activita ii creierului uman Toate aceste aspecte graviteaza în jurul unui cuvânt cheie: Electroencefalograma(EEG) Traseul EEG reflecta activitatea cerebrala i con ine informa ii importante despre func ionarea entita ii ce controleaza tot organismul uman - creierul Combinarea înregistrarilor EEG cu înregistrari similare, de pilda ECG(electrocardiograma- studiul activita ii miocardului), sau EOG(electrooculograma), EMG(electromiograma- studiul activita ii musculare) ofera, în mod evident, informa ii i mai precise despre activitatea organismului, având capacitatea de a studia sincronizarea func iilor acestuia

Dezvoltarea studiului electroencefalografic din ultimele decade a stat la baza descoperirii a noi concepte, ce au ca scop îmbunata irea sanata ii mentale Având în vedere complexitatea domeniului studiat, este evident ca raspunsurile la întrebarile pe care le ridica descifrarea activita ii cerebrale vor conduce, la rândul lor, la alte curiozita i, alte concepte ce vor ramâne a fi explicate

Multiple inova ii din domeniul ingineriei se bazeaza pe imitarea activita ii cerebrale Evident, nu s-a ajuns în punctul în care se poate imita în detaliu func ionarea creierului uman, nu s-a atins, într-o maniera sau alta, performan a de a crea un sistem inteligent complex autosus inut capabil de decizii corecte necondi ionate Exista o teorie conform careia, din totalul capacita ii creierului sau, un om normal folose te un procent destul de scazut Nu exista confirmari asupra marimii acestui procent, dar pornind de la ideea ca este imposibila replicarea activita ii cerebrale desemnata chiar de acesta parte din capacitatea totala, cât de complex este, de fapt, creierul uman- Este posibil ca acesta sa se dezvolte, sa- i perfec ioneze activitatea i chiar sa cunoasca noi orizonturi ale capacita ii i spectrului sau de ac iune- Motiva ia alegerii acestei teme se leaga pe aceasta cale i de fascina ia asupra unui domeniu care, chiar în mod incon tient, dicteaza, literalmente, fiecare gând, gest, ac iune

Obiective

Electroencefalografia sta la baza studiului activita ii cerebrale umane Electroencefalograma este graficul rezultat în urma efectuarii unei proceduri EEG, ce con ine

informa ii(semnale) reprezentând activitatea creierului Analiza si prelucrarea acestor informa ii conduce la aplicabilitatea lor în diferite arii de interes Una dintre acestea este polisomnografia, sau, studiul somnului Se cunoa te necesitatea acestuia pentru sanatatea organismului uman În acest sens, în egala masura, cantitatea i calitatea somnului sunt importante pentru a asigura premisele unei stari de normalitate din punct de vedere al sanata ii mentale Piatra de temelie pentru studiul polisomnografic a fost pusa în 1968 de catre Rechtschaffen i Kales, prin lucrarea intitulata „A manual of standardized terminology, techniques and scoring system for sleep stages of human subjects” Conceptul de baza consta în analizarea electroencefalogramei, combinata cu EOG i EMG din timpul somnului, pentru a putea împar i perioada de somn în cazul oamenilor în diferite etape(stadii), a caror succesiune ofera informa ii despre aspectul calitativ al acestuia

În mod clasic, împar irea somnului în stadii este realizata de catre un operator uman cu experien a în domeniu Lucrarea de fa a î i propune sa prezinte o metoda de automatizare a acestui proces, folosind prelucrarea datelor EEG prelevate în timpul somnului,dat fiind faptul ca procesul este de durata, iar concentrarea celui care realizeaza înregistrarea polisomnografica este cruciala i trebuie men inuta pe parcursul mai multor ore

Primul capitol prezinta conceptul de baza al lucrarii, Electroencefalograma(EEG), no iunile de baza, stadiul actual, precum i tendin ele în domeniu Urmatoarele doua capitole pun accent pe datele(semnalele) EEG, urmarind achizi ia, pre-procesarea i procesarea acestora Capitolul 4 introduce studiul polisomnografic, prezinta metodele standard i propune o metoda de automatizare a procesului Se va face o compara ie a celor doua metode, urmand a fi trase concluziile aferente Pentru claritatea i cursivitatea lucrarii, am hotarât organizarea informa iilor i principiilor folosite pe parcursul capitolelor în cele doua anexe(considera ii biomedicale, no iuni folosite)

Lucrarea de fa a î i propune prezentarea unor aspecte teoretice i practice utile folosirii în domeniul bio-ingineriei, o arie de interes care necesita aten ie i oportunita i de dezvoltare sporite, în contexul actual