ĐẠI HỌC QUỐsC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIẢN QUỐC ANH CO GIẬT ĐỘNG KINH VÀ NHẬN BIẾT CO GIẬT ĐỘNG KINH ĐIỆN NÃO LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIẢN QUỐC ANH CO GIẬT ĐỘNG KINH VÀ NHẬN BIẾT CO GIẬT ĐỘNG KINH ĐIỆN NÃO Epileptic Seizures and Electrographic seizure detection Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60 52 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Linh Trung Hà Nội - 2010 ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH SÁCH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vii LỜI CẢM ƠN viii TÓM TẮT ix MỞ ĐẦU CHƢƠNG - ĐIỆN NÃO ĐỒ 1.1 Bản ghi điện não đồ (EEG) 1.1.1 Cơ chế điện sinh lý 1.1.2 Cơ chế hoạt động điện màng tế bào 1.1.3 Nơ-ron lan truyền kích thích 10 1.1.4 Đo hoạt động điện da đầu 11 1.2 Đặc điểm EEG 12 1.2.1 Các dạng nhịp 13 1.2.2 Một số loại nhịp khác 16 1.2.3 Một số nhịp dạng sóng bình thƣờng xuất giấc ngủ 17 1.3 Hệ thống 10/20 18 1.3.1 Xác định vị trí điện cực 18 1.3.2 Quy tắc đặt tên 20 1.3.3 Điện cực tham chiếu 21 1.3.4 Điện cực đất 22 1.4 Đạo trình 23 1.4.1 Phân cực 23 1.4.2 Đạo trình đơn cực 26 iii 1.4.3 Đạo trình lƣỡng cực 27 1.5 Dấu hiệu nhận biết tín hiệu động kinh 30 1.5.1 Một số khái niệm 30 1.5.2 Sự phóng điện 31 1.5.3 Vai trò EEG chẩn đoán động kinh 31 1.5.4 Các bƣớc chẩn đoán 32 CHƢƠNG - THU THẬP DỮ LIỆU 38 2.1 Thiết bị đo bệnh nhân 38 2.2 Tiến hành đo 38 2.2.1 Chuẩn bị trƣớc đo 38 2.2.2 Quá trình đo điện não 40 2.3 Chuẩn bị liệu 46 2.3.1 Đánh giá độc lập chuyên gia 46 2.3.2 Đọc file liệu 46 CHƢƠNG - CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ ỨNG DỤNG TRONG PHÁT HIỆN GAI 48 3.1 Mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) 48 3.1.1 Mơ hình nơ-ron 48 3.1.2 Kiến trúc mạng 50 3.1.3 Huấn luyện 53 3.1.4 Luật học 54 3.1.5 Mạng Perceptron nhiều lớp 57 3.2 Biến đổi Wavelet 62 3.2.1 So sánh Wavelet biến đổi Fourier 62 3.2.2 Hàm sở 63 3.2.3 Biến đổi DWT CWT 64 iv CHƢƠNG - MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 66 4.1 Chuẩn bị liệu EEG phục vụ huấn luyện kiểm tra 66 4.2 Tiền xử lý 67 4.2.1 Phân tích đặc trƣng đỉnh hoạt động dựa hình thái 67 4.2.2 Ứng dụng mạng Perceptron giai đoạn tiền phân loại 72 4.3 Biến đổi wavelet 75 4.3.1 Hàm wavelet 76 4.3.2 Lựa chọn scales 76 4.4 Mạng nơ-ron nhân tạo 81 4.4.1 Cấu trúc 82 4.4.2 Thuật toán huấn luyện mạng 82 CHƢƠNG - KẾT LUẬN VÀ CÔNG VIỆC DỰ KIẾN 85 PHỤ LỤC 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 ... QUỐC ANH CO GIẬT ĐỘNG KINH VÀ NHẬN BIẾT CO GIẬT ĐỘNG KINH ĐIỆN NÃO Epileptic Seizures and Electrographic seizure detection Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử... 27 1.5 Dấu hiệu nhận biết tín hiệu động kinh 30 1.5.1 Một số khái niệm 30 1.5.2 Sự phóng điện 31 1.5.3 Vai trị EEG chẩn đốn động kinh 31 1.5.4 Các... ix MỞ ĐẦU CHƢƠNG - ĐIỆN NÃO ĐỒ 1.1 Bản ghi điện não đồ (EEG) 1.1.1 Cơ chế điện sinh lý 1.1.2 Cơ chế hoạt động điện màng tế bào 1.1.3 Nơ-ron