ĐẠI HỌC QUỐsC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIẢN QUỐC ANH CO GIẬT ĐỘNG KINH VÀ NHẬN BIẾT CO GIẬT ĐỘNG KINH ĐIỆN NÃO LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2010... ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI T
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐsC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
GIẢN QUỐC ANH
CO GIẬT ĐỘNG KINH VÀ NHẬN BIẾT CO GIẬT
ĐỘNG KINH ĐIỆN NÃO
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Hà Nội - 2010
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
GIẢN QUỐC ANH
CO GIẬT ĐỘNG KINH VÀ NHẬN BIẾT CO GIẬT
ĐỘNG KINH ĐIỆN NÃO Epileptic Seizures and Electrographic seizure detection
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Nguyễn Linh Trung
Hà Nội - 2010
Trang 4ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC HÌNH VẼ v
DANH SÁCH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vii
LỜI CẢM ƠN viii
TÓM TẮT ix
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 - ĐIỆN NÃO ĐỒ 7
1.1 Bản ghi điện não đồ (EEG) 7
1.1.1 Cơ chế điện sinh lý 7
1.1.2 Cơ chế hoạt động điện ở màng tế bào 8
1.1.3 Nơ-ron và lan truyền kích thích 10
1.1.4 Đo hoạt động điện trên da đầu 11
1.2 Đặc điểm của EEG 12
1.2.1 Các dạng nhịp cơ bản 13
1.2.2 Một số loại nhịp khác 16
1.2.3 Một số nhịp dạng sóng bình thường xuất hiện trong giấc ngủ 17
1.3 Hệ thống 10/20 18
1.3.1 Xác định vị trí các điện cực 18
1.3.2 Quy tắc đặt tên 20
1.3.3 Điện cực tham chiếu 21
1.3.4 Điện cực đất 22
1.4 Đạo trình 23
1.4.1 Phân cực 23
1.4.2 Đạo trình đơn cực 26
Trang 5iii
1.4.3 Đạo trình lưỡng cực 27
1.5 Dấu hiệu nhận biết tín hiệu động kinh 30
1.5.1 Một số khái niệm 30
1.5.2 Sự phóng điện giữa các cơn 31
1.5.3 Vai trò của EEG trong chẩn đoán động kinh 31
1.5.4 Các bước chẩn đoán 32
CHƯƠNG 2 - THU THẬP DỮ LIỆU 38
2.1 Thiết bị đo và bệnh nhân 38
2.2 Tiến hành đo 38
2.2.1 Chuẩn bị trước khi đo 38
2.2.2 Quá trình đo điện não 40
2.3 Chuẩn bị dữ liệu 46
2.3.1 Đánh giá độc lập bởi chuyên gia 46
2.3.2 Đọc file dữ liệu 46
CHƯƠNG 3 - CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ ỨNG DỤNG TRONG PHÁT HIỆN GAI 48
3.1 Mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) 48
3.1.1 Mô hình nơ-ron 48
3.1.2 Kiến trúc mạng 50
3.1.3 Huấn luyện 53
3.1.4 Luật học 54
3.1.5 Mạng Perceptron nhiều lớp 57
3.2 Biến đổi Wavelet 62
3.2.1 So sánh Wavelet và biến đổi Fourier 62
3.2.2 Hàm cơ sở 63
3.2.3 Biến đổi DWT và CWT 64
Trang 6iv
CHƯƠNG 4 - MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 66
4.1 Chuẩn bị dữ liệu EEG phục vụ huấn luyện và kiểm tra 66
4.2 Tiền xử lý 67
4.2.1 Phân tích các đặc trưng của đỉnh và hoạt động nền dựa trên hình thái 67
4.2.2 Ứng dụng mạng Perceptron trong giai đoạn tiền phân loại 72
4.3 Biến đổi wavelet 75
4.3.1 Hàm wavelet 76
4.3.2 Lựa chọn scales 76
4.4 Mạng nơ-ron nhân tạo 81
4.4.1 Cấu trúc 82
4.4.2 Thuật toán huấn luyện mạng 82
CHƯƠNG 5 - KẾT LUẬN VÀ CÔNG VIỆC DỰ KIẾN 85
PHỤ LỤC 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO 101