آشكارسازي اسپايك عصبي در ثبت خارج سلولي با نويز پس زمينه

كارشاسي ارشد

اطلاعات به دست آمده از سيگنال ثبت شده با الكترودهاي برون¬سلولي در بسياري از حوزه¬هاي تحقيقاتي با كاربردهاي باليني و علمي، مورد نياز است. اطلاعات فعاليت واحد¬هاي نوروني معمولاً به صورت قطار پتانسيل عمل يا اسپايك¬هاي توليد شده توسط واحد¬هاي نوروني در نظر گرفته مي-شوند. با توجه به حضور منابع نوروني گسترده دورتر و ساير منابع پتانسيل الكتريكي كه به عنوان نويز¬هاي پس زمينه درثبت با اسپايك¬هاي هدف تداخل مي¬كنند، نياز به روش¬هايي براي آشكارسازي اسپايك جهت برآورد لحظات زماني وقوع پتانسيل¬هاي عمل مي¬باشد. به دست آوردن اين اطلاعات پيش نياز مهمي براي توسعه سيستم¬هاي واسط مغز و كامپيوترBCI مبتني بر اطلاعات اسپايك عصبي مي¬باشد. الگوريتم پيشنهادي پروژه از چهار مرحله تشكيل شده است: ۱- فيلتر كردن ميانگذر و استفاده از فيلتر بالاگذر تفاضلي, ۲- اعمال فيلتر غيرخطي شانون ۳- تبديل هيلبرت و ۴- آستانه گذاري بر روي سيگنال حاصله. روش پيشنهادي با پنج روش شناخته شده: آستانه گذاري،تبديل موجك ايستا،تبديل موجك پيوسته،اپراتور انرژي غيرخطي(NEO) و MTEO در تشخيص اسپايك مقايسه شده است. اين مقايسه را بر روي دو مجموعه داده‌ي شبيه سازي شده و يك مجموعه داده‌ي واقعي انجام داده‌ايم. نتايج شبيه سازي نشان داد كه در هر دو داده‌ي شبيه سازي شده روش پيشنهادي ما عملكرد بهتري نسبت به روش‌هاي مرسوم داشت. از آن‌جا كه هر دوي داده هاي شبيه‌سازي شده شامل ۴ سطح نويز بود, دقت عملكرد روش ارايه شده در واقع بيانگر مقاوم بودن آن نسبت به نويز است. در مورد داده واقعي شماره3 بايد ذكر كرد كه در ميان هر ۶ روش تنها روش انرژي تيگر (NEO) با مجموع ۱۱۸۹ تشخيص درست و ۲۲ عدم تشخيص اشتباه اندكي بهتر از روش پيشنهادي ما عمل كرده و روش ارايه شده ي ما از ساير روش ها بهتر عمل كرده است و نشان دهنده آن است كه استفاده از فيلتر غيرخطي انرژي شانون مي تواند راه موثري براي تشخيص اسپايكها در سيگنال ثبت خارج سلولي باشد.

191606

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي - بيو الكتريك

دكتر دليري - دكتر شالچيان