350 руб
Журнал «Биомедицинская радиоэлектроника» №2 за 2013 г.
Статья в номере:
Алгоритм удаления пространственно некоррелированных шумов из электроэнцефалограммы
Ключевые слова: кросс-регрессия электроэнцефалограмма удаление артефактов и шума
Авторы:
П.Е. Волынский - технический директор, ООО «Колловэар» (Москва). E-mail: pvolynskiy@gmail.com Е.Л. Машеров - к.т.н., НИИ нейрохирургии им. Н.Н.Бурденко РАМН (Москва). E-mail: dsp-book@narod.ru Г.А. Щекутьев - д.м.н., профессор (1954 - 2012) Ю.В. Обухов - д.ф.-м.н., зав. лабораторией, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (Москва)
Аннотация:
Предложен новый метод анализа, использующий факт некоррелированности артефактных сигналов в разных каналах электроэнцифалограммы (ЭЭГ), и опирающийся на представление электрической активности в одном канале через активность в других каналах (кросс-регрессия, CR). Метод не требует каких-либо априорных настроек, являясь автоматическим. Тестирование метода на модельных сигналах и на примерах реальных записей ЭЭГ показало его значительную практическую эффективность в удалении некоррелированных составляющих из ЭЭГ, таких как электромиограмма и артефакты движения электродов и их проводов.
Страницы: 63-72
Список источников
  1. Ille N., Berg P., Scherg M.Artifact correction of the ongoing EEG using spatial filters based on artifact and brain signal topographies// J. Clin. Neurophysiol. 2002. V. 19. № 2. P. 113-124.
  2. Schlögl A., Keinrath C., Zimmermann D., Scherer R., Leeb R., Pfurtscheller G.A fully automated correction method of EOG artifacts in EEG recordings // Clin Neurophysiologic.2007. V. 118. № 1. P. 98-104.
  3. Erfanian A., Mahmoudi B. Real-time ocular artifact suppression using recurrent neural network for electro-encephalogram based brain-computer interface // Med. Biol. Eng. Comput. 2005 V. 43. № 2. P. 296-305.
  4. Jiang J.A., Chao C.F., Chiu M.J., Lee R.G., Tseng C.L., Lin R.An automatic analysis method for detecting and eliminating ECG artifacts in EEG // Comput. Biol. Med. 2007. V. 37. № 11. P. 1660-1671.
  5. Пономарев В.А., Кропотов Ю.Д., Терещенко Е.П., Мюллер А.Сравнение эффективности различных методов удаления артефактов морганий при анализе количественной элек­троэнцефалограммы и вызванных потенциалов // Фи­зиология человека. 2009. № 2.С. 124-131.
  6. James C.J., Hesse C.W. Independent component analysis for biomedical signals // Physiol. Meas. 2005. V. 26. № 1. P. R15-39.
  7. Vigário R., Särelä J., Jousmaki V., Hämäläinen M., Oja E. Independent component approach to the analysis of EEG and MEG recordings// IEEE Trans. Biomed. Eng. 2000. V. 47. № 5. P. 589.-93.
  8. Castellanos N.P., Makarov V.A.Recovering EEG brain signals: artifact suppression with wavelet enhanced independent component analysis // J. Neurosci Methods. 2006. V. 158. № 2. P. 300-312.
  9. James C.J., Gibson O.J.Temporally constrained ICA: an application to artifact rejection in electromagnetic brain signal analysis // IEEE Trans. Biomed. Eng. 2003. V. 50. № 9. P. 1108-1116.
  10. Ghandeharion H., Erfanian A.A fully automatic method for ocular artifact suppression from EEG data using wavelet transform and independent component analysis // Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2006. № 1. P. 5265-5268.
  11. LeVan P., Urrestarazu E., Gotman J.A system for automatic artifact removal in ictal scalp EEG based on independent component analysis and Bayesian classification // Clin. Neurophysiol. 2006. V. 117. № 4. P. 912-927.
  12. Buchthal F., Madsen A.Synchronous activity in normal and atrophic muscle // EEG and Clin. Neurophysiol. 1950. V. 2 № 4. P. 425-444.
  13. Дж. Себер.Линейный регрессионный анализ. М.: Мир. 1980. 456 с.
  14. Nelder J.A., Mead R. A simplex method for function minimization // The Computer Journal 1965. V. 7. № 4. P. 308-313.
  15. Press W.H., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., Flannery B.P. 10.5 Downhill Simplex Method in Multidimensions. Numerical Recipes, 3rd Edition.Cambridge University Press. 2007. P. 502-507.
  16. Bell A.J., Sejnowski T.J.An information maximization approach to blind separation and blind deconvolution // Neural Computation. 1995. № 7. P. 1129-1159.
  17. Makeig S., Bell A.J., Jung T.-P., Sejnowski T.J.Independent component analysis of electroencephalographic data // Advances in Neural Information Processing Systems / Eds. D. Touretzky, M. Mozer, M. Hasselmo. Cambridge, MA: MIT Press. 1996. V. 8. P. 145-151.
  18. Makeig S., Westerfield W., Enghoff S.EEGlab: ICA Toolbox for Psychophysiological Research. WWW Site, Swartz Center for Computational Neuroscience, Institute of Neural Computation, University of San Diego California , 2000. [World Wide Web Publication].