Технология интеллектуального анализа многоканальных данных энцефалографии

Номер гранта:13-07-00162
Область научного знания:инфокоммуникационные технологии и вычислительные системы
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2013г.
Руководитель: Устинин М.Н.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Целью настоящего проекта является создание информационной технологии интеллектуального анализа данных энцефалографии. Предлагаемый подход опирается на математическое и компьютерное моделирование электрической активности головного мозга человека, а также на развитые авторами проекта спектрально-аналитические методы анализа данных. Электрические источники размещаются в пространстве с использованием данных магниторезонансной томографии о структуре конкретного мозга, для них задаются временные ряды, описывающие моделируемый процесс. Для каждого момента времени рассчитываются электромагнитные поля, производимые источниками и регистрируемые заданным прибором. На основе анализа расчетных энцефалограмм выделяются признаки искомого сигнала, максимально характеризующие его пространственно-временные свойства. Это позволяет построить и обучить оптимальные процедуры обнаружения данного процесса в общем потоке спонтанной активности. По обнаруженным и очищенным сигналам решается обратная задача – в каждый момент времени восстанавливаются источники на томограмме мозга, что позволяет сделать выводы об адекватности предложенной модели процесса и уточнить ее параметры. Создаваемая информационная технология будет опираться на большие вычислительные мощности и позволит проводить полный цикл моделирования и анализа данных магнитной энцефалографии. Развитые в ходе выполнения проекта методы моделирования и анализа данных будут применяться в фундаментальных и прикладных исследованиях активности мозга для планирования экспериментов, массовой обработки их результатов, а также для разработки перспективных измерительных приборов и методик.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

Предложен новый метод анализа многоканальных временных рядов, основанный на точном преобразовании Фурье и анализе когерентности отдельных частотных компонент. Метод позволяет определять положение и временные зависимости электромагнитных источников спонтанной и вызванной активности головного мозга. Предложена методика нахождения опорных точек для выделения сигнала усреднением на фоне шумов большой амплитуды без использования внешней информации о моментах его возникновения. В качестве признаков сигнала используются собственные функции Карунена-Лоэва. Методика позволяет выделять сигнал из экспериментальных данных как с вызванной, так и спонтанной активностью. Применение методики к данным с патологией тиннитус позволяет разделять категорию этих больных на два класса. Создано программное обеспечение для обработки экспериментальных данных магнитной энцефалографии, позволяющее анализировать спонтанную и вызванную активность головного мозга человека. Пакет программ может использоваться с магнитными энцефалографами различных типов и включает возможность отображения результатов на магниторезонансной томограмме. Предоставляется возможность моделирования магнитных полей, вызываемых эквивалентными токовыми диполями. В качестве модели головы используется томограмма, а положение датчиков соответствует реальному прибору. Программный комплекс дает возможность проводить полный цикл вычислительного и натурного эксперимента, выбирая оптимальный сценарий обработки энцефалограмм.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 20.09.2017.

Библиография

Приведена в авторской редакции.

Фотогалерея:

Функциональная структура мозга
Помог ли вам материал?
53    8