Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Justyna Jastrzębska

Estymacja aktywności kory mózgowej na podstawie sygnału EEG


Implementation of algorithms for correlation of acquired EEG and fMRI signals


Opiekun pracy dyplomowej: prof. dr hab. inż. Michał Strzelecki
Praca dyplomowa magisterska obroniona 2007-09-17
Streszczenie pracy dyplomowej:
Jednym z interesujących zagadnień medycznych w ostatnim czasie stała się rejestracja aktywności mózgu z dobrą rozdzielczością zarówno przestrzenną jak i czasową. W związku z tym powstają różne techniczne rozwiązania umożliwiające jednoczesną rejestrację sygnałów EEG, które dają dokładne informacje na temat chwili czasowej wystąpienia aktywności w mózgu i obrazów funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI, ang. Functional Magentic Resonance Imaging), dzięki którym łatwo jest ustalić dokładnie miejsce aktywnych regionów mózgu. Najnowsze badania przeprowadzone w Duńskim Centrum Badań Rezonansu Magnetycznego w Szpitalu Uniwersyteckim w Kopenhadze pozwoliły na połączenie tych dwóch różnych metod badania mózgu. Dzięki pomocy doktora Larsa Hansona przeprowadzone zostało badanie, podczas którego rejestrowane były sygnały EEG oraz obrazy rezonansu magnetycznego. Pomiar został przeprowadzony według wzorca, który umożliwił wywołanie aktywności fal alfa w mózgu. Celem projektu było sprawdzenie korelacji aktywności fal alfa (8-12Hz) sygnału EEG ze zmianami sygnału BOLD zarejestrowanymi na obrazach fMRI. Analiza danych została przeprowadzona w środowisku Matlab oraz programie SPM uruchamianym w Matlabie. Z zarejestrowanego sygnału EEG zostały usunięte artefakty związane z oddychaniem i pracą serca przy użyciu teorii ogólnego modelu liniowego. Po filtracji sygnału sprawdzone zostało jego spektrum i okazało się, że w sygnale nie ma aktywności w zakresie częstotliwości fal alfa. W związku z tym dalsza korelacja sygnału EEG z danymi z obrazów fMRI nie była możliwa. Zatem na tym zakończyła się analiza sygnału EEG. Analiza obrazów rezonansu magnetycznego została przeprowadzona w programie SPM przy użyciu zbudowanego modelu aktywności fal alfa w sygnale EEG. Wynikowe mapy statystyczne zawierają tylko niewielką aktywność.
Abstract:
Recording brain activity with very good temporal and spatial resolution became an issue in medicine in the past years. Therefore, there are more and more approaches to find technical solutions in order to perform simultaneous measurements of electroencephalography (EEG) that give precise information about timing of the event and functional magnetic resonance imaging (fMRI) which helps to identify the place of activated regions in the brain. The most recent studies of Lars Hanson from Danish Research Centre for Magnetic Resonance in University Hospital Hvidovre in Copenhagen gave the opportunity to combine EEG and fMRI. His contribution allowed to perform the EEG alpha activity measurement along with recording fMRI. The project aimed to find the correlation between EEG alpha activity (8-12 Hz) and the BOLD signal changes recorded on fMRI. Data were analysed in Matlab and SPM - a Matlab software package. After EEG signal recording respiration and cardiac artifacts were removed from EEG signal using the General Linear Models (GLMs). Checking the spectrum of the filtered EEG it revealed that no alpha activity was present in our recordings and that further correlation of EEG recording with fMRI signal was not possible. That was the final step as far as EEG signal testing was concerned. Images were analysed in SPM using modeled alpha activity. Statistical parametric maps showed that there was only a minor activation.