Metoda ANFIS za klasifikaciju EEG signala pri zamišljanju pokreta različitih zglobova istog ekstremiteta

  • Ihab A. Satam Univerzitet Obuda, Škola doktorskih bezbednosnih studija, Budimpešta, Mađarska; Severni tehnički univerzitet, Tehnički institut Al-Havidža, Odeljenje elektronske tehnike, Havidža, Republika Irak https://orcid.org/0000-0002-9749-0944
Ključne reči: elektroencefalografija (EEG), klasifikacija, ANFIS, transformacija talasića, ekstrakcija svojstava, BCI

Sažetak


Uvod/cilj: Eksperimentalna oblast proučavanja interfejsa mozak-računar ( BCI) širi se i na pokrete koji imaju odlučujuću ulogu pri dešifrovanju kognitivnih procesa. Bez potrebe za bilo kakvom spoljašnjom stimulacijom, zamišljanje pokreta (MI) može se koristiti kao moćan model za interfejs mozak-računar.  Prirodni metod upravljanja spoljašnjim uređajima jeste zamišljanje pokreta različitih zglobova iste ruke. Ovi pokreti stvaraju slične prostorne slike u motornom korteksu i teško ih je razlikovati od zamišljanja pokreta različitih zglobova iste noge na osnovu podataka dobijenih pomoću EEG-a.

Metode: U studiji je korišćen već postojeći skup podataka dobijenih od 25 ispitanika koji su zamišljali kako koriste desnu ruku pri izvršavanju tri različite naredbe: u stanju opuštanja, zatvorenih očiju, zamišljali su kako koriste desnu šaku i kako savijaju desnu ruku. Da bi se povezali ovi impulsi sa kategorijama, korišćen je adaptativni neuro-fazi sistem zaključivanja.

Rezultati: Prosečan nivo tačnosti bio je 90%.

Zaključak: Nalazi pokazuju da je ova tehnika ključna za pravilnu kategorizaciju podataka dobijenih pomoću EEG-a. Skup podataka korišćen u ovom istraživanju sastoji se od merenja EEG određenog ekstremiteta dok se zamišlja njegovo pokretanje. Nov metod kategorizacije biće primenjen na ove signale pri izvođenju zaključaka.

Reference

Amin, H.U., Mumtaz, W., Subhani, A.R., Saad, M.N.M., & Malik, A.S. 2017. Classification of EEG Signals Based on Pattern Recognition Approach. Frontiers in Computational Neuroscience, 11, art.number:103, pp.1-12. Available at: https://doi.org/10.3389/fncom.2017.00103.

Dwi Saputro, I.R., Maryati, N.D., Solihati, S.R., Wijayanto, I., Hadiyoso, S. & Patmasari, R. 2019. Seizure Type Classification on EEG Signal using Support Vector Machine. Journal of Physics: Conference Series, 1201, art.number:012065. Available at: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1201/1/012065.

Hashmi, A., Alam Khan, B. & Farooq, O. 2021. A Comparative Study of Machine Learning Algorithms for EEG Signal Classification. Signal & Image Processing : An International Journal (SIPIJ), 12(6), pp.37-50. Available at: https://doi.org/10.5121/sipij.2021.12603.

Hindarto, H., Muntasa, A. & Sumarno, S. 2018. Feature Extraction ElectroEncephaloGram (EEG) using wavelet transform for cursor movement. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 434, art.number: 012261. Available at: https://doi.org/10.1088/1757-899X/434/1/012261.

Ma, X., Qiu, S. & He, H. 2020. Multi-channel EEG recording during motor imagery of different joints from the same limb. Scientific Data, 7, art.number:191, pp.1-9. Available at: https://doi.org/10.1038/s41597-020-0535-2.

Najafi, T., Jaafar, R., Remli, R. & Wan Zaidi, W.A. 2022. A Classification Model of EEG Signals Based on RNN-LSTM for Diagnosing Focal and Generalized Epilepsy. Sensors, 22(19), art.number:7269. Available at: https://doi.org/10.3390/s22197269.

Nazi, Z., Al, Hossain, A.B.M.A. & Islam, M.M. 2021. Motor Imagery Eeg Classification Using Random Subspace Ensemble Network With Variable Length Features. International Journal Bioautomation, 25(1), pp.13-24. Available at: https://doi.org/10.7546/ijba.2021.25.1.000611.

Satam, I.A. 2021. Review Studying of the Latest Development of Prosthetic Limbs Technologies. International Journal of Scientific & Engineering Research, 12(12), pp.721-731 [online]. Available at: https://www.ijser.org/onlineResearchPaperViewer.aspx?Review-Studying-of-the-Latest-Development-of-Prosthetic-Limbs-Technologies.pdf [Accessed: 15 September 2023].

Smith, S.J.M. 2005. EEG in the diagnosis, classification, and management of patients with epilepsy. Journal of Neurology Neurosurgery and Psychiatry, 76(2). Available at: https://doi.org/10.1136/jnnp.2005.069245.

Stefenon, S.F., Freire, R.Z., dos Santos Coelho, L., Meyer, L.H., Grebogi, R.B., Buratto, W.G. & Nied, A. 2020. Electrical insulator fault forecasting based on a wavelet neuro-fuzzy system. Energies, 13(2), art.number:484. Available at: https://doi.org/10.3390/en13020484.

Thomas, J., Comoretto, L., Jin, J., Dauwels, J., Cash, S.S., & Westover, M. B. 2018. In: 2018 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), Honolulu, HI, USA, pp.3148-3151, July 18-21. Available at: https://doi.org/10.1109/EMBC.2018.8512930.

Wen, T., Du, Y., Pan, T., Huang, C. & Zhang, Z. 2021. A Deep Learning-Based Classification Method for Different Frequency EEG Data. Computational and Mathematical Methods in Medicine, 2021, art.ID:1972662. Available at: https://doi.org/10.1155/2021/1972662.

Zhou, D. & Li, X. 2020. Epilepsy EEG Signal Classification Algorithm Based on Improved RBF. Frontiers in Neuroscience, 14, pp.1-7. Available at: https://doi.org/10.3389/fnins.2020.00606.

Objavljeno
2024/03/05
Rubrika
Originalni naučni radovi