Xử lý tín hiệu não đồ bằng phương pháp lấy mẫu nén.

- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 1 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 B GIÁO D O I HC.
- THUT CHUYÊN NGÀNH: K THUT TRUYN THÔNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYN THÚY ANH Hà Ni, tháng 5/2015 TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 2 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM.
- Lê Tuấn Đạt.
- Xử lý tín hiệu điện não đồ bằng phƣơng pháp lấy mẫu nén Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông.
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 3 GVHD : PGS.TS.
- Đề tài “ Xử lý tín hiệu điện não đồ bằng phƣơng pháp lấy mẫu nén “ đƣợc sử dụng nhiều trên thế giới.
- Lấy mẫu nén cho phép ta giảm đáng kể không gian đƣợc yêu cầu để lƣu trữ tín hiệu và giảm thời gian truyền T TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4 GVHD : PGS.TS.
- Em xin chân thành cảm ơn! TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 5 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572.
- EEG Ly mu nén tín hiu EEG ng và kt qu ly mu nén tín hiu EEG TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 MC LC LU.
- 13 1.5.1 Cách mắc điện cực và các kiểu đạo trình.
- 37 2.6.1.1 Tín hiệu thưa và có thể nén.
- 37 TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 7 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB Phương pháp lấy mẫu nén.
- 42 2.6.2.4 Phương pháp khôi phục tín hiệu.
- 71 2.7.2.2 Lƣợng tử hoá vectơ của tín hiệu EEG.
- 82 TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 8 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB Tính thưa và biểu diễn tín hiệu.
- 95 TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 9 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 DANH MC CÁC HÌNH Hình 1: Cấu tạo bộ não con ngƣời.
- 15 Hình 7: Cách đặt điện cực theo kiểu 21 kênh.
- 19 Hình 8: Cách đặt điện cực theo kiểu 36 kênh.
- 89 TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 10 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB TÌM HI.
- EEG Chƣơng này giới thiệu về tín hiệu điện não đồ (EEG).
- Các kỹ thuật ghi điện não, các dạng sóng của tín hiệu EEG 1.
- EEG đƣợc phát hiện bởi Berger năm 1924 bằng 1 dụng cụ đo dòng điện với 1 điện cực bề mặt trên đầu con trai ông và ghi lại đƣợc 1 mẫu nhịp nhàng những dao động điện.
- Thông qua các giác quan nhƣ mắt, tai, da, bộ não tiếp thu các thông tin về thị giác, TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 11 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 thính giác, xúc giác.
- Điện thế EEG ghi đƣợc từ các điện cực đƣợc đặt tiếp xúc với lớp da đầu là sự tổng hợp các thay đổi về điện thế ngoài của tế bào Pyramidal.
- Các liên kết synaptic có thể là kích thích hoặc ức chế sự thay đổi TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 12 GVHD : PGS.TS.
- Điện thế hoạt động TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 13 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 của các neuron não là nguồn gốc của EEG.
- Các điện cực dùng trong điện não đồ thƣờng là những đĩa kim loại, da đầu chỗ đặt điện cực đƣợc bôi kem dẫn điện, trƣớc đó ngƣời ta hay tẩy sạch da đầu bằng chất bột tẩy da.
- Để làm sạch chất bẩn, ngƣời ta cũng có thể dùng cồn làm sạch chất mỡ nhờn trên da đầu, sao cho điện trở giữa da đầu với điện cực không vƣợt quá một ngƣỡng nào đó, thƣờng là không quá 5 Kilo-Ohms.
- Nếu làm sạch da đầu tốt, cũng có thể không dùng kem dẫn điện trên điện cực ghi, mà dùng miếng xốp tẩm dung dịch muối.
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 14 GVHD : PGS.TS.
- Điện não đồ số hoá giúp lƣu trữ đƣợc nhiều dữ liệu hơn trong khi chiếm ít TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 15 GVHD : PGS.TS.
- trình Vị trí các điểm cực ở ngoài da đầu Hệ thống đặt điện cực 10 -20% Hình 6 : Vị trí các điểm cực trên đầu F là trán (Frontal).
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 16 GVHD : PGS.TS.
- Khi nghiên cứu giấc ngủ, có thể ngƣời ta không dùng hết các vị trí ghi này, và chỉ đặt điện cực ở một số vị trí: trên hình vẽ là những chỗ có vòng tròn đen.
- Thông thƣờng chúng ta sẽ dùng một bộ 21 điện cực gắn trên da đầu theo hệ thống đặt điện cực 10-20 của quốc tế (the 10-20 International System).
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 17 GVHD : PGS.TS.
- Về phƣơng diện điện học, ngƣời ta coi tai và gốc mũi là 0, là điện cực trung hòa.
- Nhƣ vậy kiểu kết nối 1 điện cực trên mạng ghi điện não đồ với tai, ta có kiểu ghi đơn cực.
- Còn cách nối 2 điện cực trên mạng với nhau mà không nối với tai, thì gọi là cách ghi lƣỡng cực.
- Vị trí Oz và Fpz ít đƣợc dùng để đặt điện cực ghi trong điện não đồ, nhƣng lại hay đƣợc dùng khi ghi điện thế gợi (ví dụ VEP).
- Theo sơ đồ (mạng) điện cực nhƣ trên, ta có 19 vị trí đặt điện cực để ghi điện não đồ.
- Với những nối điện cực khác nhau, ta sẽ có nhiều kênh ghi.
- Tại một số phòng ghi điện não trên thế giới, ngƣời ta còn chia tách ra tỷ mỷ hơn để đặt đƣợc nhiều điện cực ghi EEG hơn, có thể có số vị trí đặt điện cực ghi trên da đầu là 32, 64, thậm chí 256).
- *Điện cực đối chiếu: Cũng nhƣ điện tim và điện cơ, để ghi đƣợc 1 đƣờng ghi trên màn hình, điện cực ghi cần có 1 cặp gồm điện cực hoạt động và điện cực đối chiếu.
- Điện cực hoạt động (active electrode) là điện cực đặt trên da đầu theo các vị trí nhƣ đã mộ tả trên mạng ghi EEG.
- Nhƣ vậy có nhiều điện cực hoạt động.
- Còn điện cực đối chiếu (reference electrode) thƣờng chỉ có 1, và đƣợc dùng chung cho tất cả các điện cực hoạt động, mỗi một điện cực hoạt động (active) sẽ đƣợc đối chiếu về mặt điện tích so với điện cực đối chiếu.
- Tuy nhiên có thể có chênh lệch về điện giữa 2 bán cần khi đặt điện cực đối chiếu ở 1 bên nhƣ vậy, và bản ghi điện não đồ có thể mất cân xứng 2 bên.
- Vì vậy ngƣời ta có thể kết nối tất cả các điện cực hoạt động lại với nhau, kết nối ấy tạo nên một điện cực trung bình hóa của tất cả hoạt động điện của các điện cực, và coi đó là điện cực đối chiếu.
- Nhƣ đã nêu ở trên, cách ghi đơn cực là nối mỗi một điện cực hoạt động trên mạng với điện cực đối chiếu, còn cách ghi lƣỡng cực là nối 2 điện cực hoạt động với nhau.
- Hệ thống đặt điện cực 10-20 quốc tế, đƣợc đề nghị vào năm 1958, hiện đƣợc dùng rộng rãi, và đƣợc coi là phƣơng pháp chuẩn (standard method) để ghi điện não TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 18 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 trên da đầu (scalp EEG).
- Cải tiến này nhằm làm tăng phạm vi đặt điện cực đã chuẩn hóa vào trong vùng dƣới thái dƣơng - subtemporal region (ví dụ: F9, T9, P9, F10, T10, P10) và chỉ rõ tên của vị trí điện cực nằm ở đƣờng vòng trung gian, giữa các đƣờng vòng chuẩn (ví dụ: AF7, AF3, FT9, FT7, FC5, FC3, FC1, TP9, TP7, CP5, CP3, CP1, PO7, PO3 và v.v.
- Những điện cực đặt thêm và gần sát nhau hơn, cách đặt thêm điện cực ở chính giữa các điện cực tiêu chuẩn của hệ thống đặt điện cực 10-20, tất cả những cách đặt thêm điện cực nhƣ vậy thƣờng sẽ giúp cho định khu các bất thƣờng tốt hơn (ví dụ định khu ổ phát sóng dạng động kinh - epileptiform discharges ở bệnh nhân bị động kinh cục bộ - partial seizures).
- Cũng có một vài kiểu điện cực đƣợc chế để ghi hoạt động điện ở thùy thái dƣơng.
- Các điện cực xƣơng bƣớm (sphenoidal electrodes) cũng đặc biệt hữu ích để phát hiện các phóng điện bất thƣờng ở thái dƣơng giữa nền não (mediobasal temporal discharges), chúng đƣợc găm vào phía dƣới khuyết xƣơng hàm dƣới (mandibular notch.
- Các điện cực xƣơng bƣớm này hiện nay tỏ ra ƣu việt hơn so với các điện cực mũi họng (nasopharyngeal electrodes), và có thể dùng cách dẫn đƣờng bằng huỳnh quang (fluoroscopic guidance) để đảm bảo là chúng đã tiến sát.
- Điện cực gò má trƣớc (anterior "cheek" electrodes) đặt trên xƣơng hàm trên và khoảng 2 cm trƣớc chổ găm điện cực xƣơng bƣớm, và điện cực thái dƣơng trƣớc (anterior temporal electrodes) đặt ở 1 cm phía trên của điểm nối 1/3 của khoảng cách từ ống tai ngoài (external auditory meatus) cho tới đuôi mắt (external canthus) cũng giúp ích cho việc tìm kiếm các phóng điện bất thƣờng từ thùy thái dƣơng và hiệu quả có thể so sánh đƣợc với các điện cực xƣơng bƣớm.
- Cách đặt điện cực thông thƣờng có thể không phát hiện đƣợc sóng dạng động kinh ở khoảng 10% bệnh nhân động kinh thùy trán, có thể tăng khả năng phát hiện trên những bệnh nhân này bằng những điện cực đặt ở khoảng cách gần sát nhau hơn, kiểu nhƣ F1, C1, F2, C2 (đặt ở giữa khoảng cách của Fz/F3, Cz/C3, Fz/F4 và Cz/C4), hoặc điện cực trên ổ mắt (supraorbital electrodes) ở 2.5 cm phía ngoài điểm gốc mũi (inion) và trên gờ xƣơng trên ổ mắt (supraorbital ridge).
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 19 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 Hình 7: Cách đặt điện cực theo kiểu 21 kênh Hình 8: Cách đặt điện cực theo kiểu 36 kênh TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 20 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 Đánh giá bản ghi điện não - Vị trí các điện cực ở da đầu đúng hệ thống 10 – 20.
- Hạn chế hoặc không có nhiều nhiễu - Thời gian ghi từ 15 – 30 phút cho một bệnh nhân hoặc cá biệt có thể lâu hơn - Có các phƣơng pháp hoạt hóa khác nhau - Có các chƣơng trình ghi khác nhau  Ghi đơn cực: Các điện cực nối với điện cực chung ở hai tai hoặc từng tai một bên  Ghi lƣỡng cực: Các điện cực nối với nhau theo các chu trình khác nhau: dọc hai bán cầu, ngang hay vòng tròn hai bán cầu 1.5.2.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 carbonic trong máu (hypocapnia) gây ra.
- Các sóng đƣợc phân biệt bởi tần số, và đƣợc chia thành các loại sau: TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 22 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 Alpha Beta Theta delta Hình 9: Các dạng sóng a.
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 23 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 24 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 b.
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 25 GVHD : PGS.TS.
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 26 GVHD : PGS.TS.
- Mất cân xứng một bán cầu khác nhau về tần số biên độ hoặc cả hai TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 27 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 + Liên tục : Các sóng bệnh lý những khoảng giống nhau.
- Từng nhóm các sóng xuất hiện từng nhóm với số sóng và dạng tƣơng tự nhau TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 28 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 1.6.
- Nhƣ vậy bằng cách phân tích tín hiệu điện não giúp bác sĩ có thể chuẩn đoán đƣợc các bệnh về não một cách chính xác.
- Với các kỹ thuật ghi điện não và nhận biết đƣợc các dạng sóng của tín hiệu EEG TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 29 GVHD : PGS.TS.
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 30 GVHD : PGS.TS.
- 0: suppxx, TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 31 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 Ở đây 0.
- dtR TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 32 GVHD : PGS.TS.
- 1kN (2.3) TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 33 GVHD : PGS.TS.
- x 0sin ( )1 x = 0xcxx (2.8) TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 34 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 Chú ý rằng ta sử dụng định nghĩa thông thƣờng của hàm sinc.
- TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 35 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 nh ng2.4.2.Kỳ vọng của một biến ngẫu nhiên X đƣợc định nghĩa là.
- 101KkkE f X f xK, TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA HN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 36 GVHD : PGS.TS.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 Vớikx là K mẫu của biến ngẫu nhiên X.
- Nguyễn Thúy Anh Học viên: Lê Tuấn Đạt –CB130572 Phƣơng pháp mới để thu đƣợc tín hiệu với tốc độ lấy mẫu nhỏ hơn tốc độ Nyquist.
- Bất kỳ tín hiệu RN nào đều có thể biểu diễn thông qua một vecto cơ sở trực chuẩn N x 1

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt