HUONG GIAI QUYET CUA DE TAI
CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUYET
2.5 SO SANH PHUONG THUC XU LY TIN HIEU ONLINE VA OFFLINE Với các tín hiệu điện y sinh, việc phải theo dõi trong một thời gian tương đối
cơ sở dé chuẩn đoán lâm sàng là tim có van dé. Điện não đồ cũng không phải là ngoại lệ. Một tưởng tượng của con người về một điều gì đó cũng thường kéo
đài vài giây.
Phương thức xứ lý tín hiệu offline: với phương thức này, người ta sẽ thu thập các tín hiệu điện y sinh trong một thời gian khá dài. Các mẫu thu thập được sẽ
được đóng vào một tập dữ liệu, sau đó tập dữ liệu này mới được đưa vào một bộ
xử lý tín hiệu được lập trình sẵn, bộ xử lý tín hiệu có chức năng rà soát từng đoạn trên tập dữ liệu dé nhận dạng một đoạn tín hiệu có ý nghĩa về mặt chuẩn
đoán nào đó. Hay nói một cách khác, phương thức xử lý offline: việc thu thập
mẫu và việc xử lý tín hiệu không xảy ra đồng thời cùng một lúc, kết quả xử lý
là không đáp ứng một cách tức thời với việc thay đối của tín hiệu.
Ưu điểm của phương pháp này là độ chính xác cao vì nguồn dữ liệu (tập dữ liệu) dồi dào. Ứng dụng của phương thức xử lý offline thường được dùng trong các ứng dụng chuẩn đoán y khoa.
Trang 26
C2: CƠ SỞ LY THUYET HVTH: Phạm Bá Toàn
Phương thức xử lý tín hiệu online: ở phương thức xử lý online, mẫu tín hiệu thu được ở hiện tại sẽ được kết hợp với một số lượng mẫu hạn chế thu được trước đó, được lưu trong một bộ đệm, chúng tạo thành một “cửa số mẫu” và ngay lập tức được đưa vào dau vào của khối xử lý và nhận dạng tín hiệu. Tiếp theo đó, một mẫu tín hiệu được thu vào thì một mẫu tín hiệu quá khứ sẽ bị xóa khỏi bộ đệm và thay thế bằng mẫu mới này, và chúng lại tiếp tục hình thành một “cửa số mẫu” mới... Quy trình cứ thế mà thực hiện liên tục. Nói một cách
khác, ở phương thức xử lý online này việc thu thập và xử lý nhận dạng tín hiệu
diễn ra một cách “đồng thời” và đáp ứng một cách tức thời.
Phương pháp này thường được ứng dụng trong các ứng dung BCI vì nó có khả
năng đáp ứng tức thời trước những thay đổi của tín hiệu. Nhược điểm của nó là kém chính xác và nó không được dùng trong các ứng dụng chuẩn đoán y khoa. 2.6 HE THONG GIAO DIEN MAY TÍNH —- NAO
Hệ thống giao diện máy tính - não BCT (Brain-Computer Interface) là một con đường thông tin liên lạc trực tiếp giữa não bộ và một thiết bị bên ngoài. BCI thường hướng vào hỗ trợ, làm tăng, hoặc sữa chữa các chức năng nhận thức
hoặc cảm giác vận động của con người.
Nghiên cứu về BCI bắt đầu từ những năm 1970 tại trường Đại học California Los Angeles (UCLA) dưới sự tài trợ của Quỹ Khoa học Quốc gia (National Science Foundation), theo sau là một hop đồng từ DARPA. Các bài báo xuất bản sau nghiên cứu này cũng đánh dau sự xuất hiện đầu tiên của giao diện máy
tính - não trong tài liệu khoa học.
Lĩnh vực nghiên cứu và phát triển BCI có kế từ khi tập trung chủ yếu vào những ứng dụng nhằm mục đích phục hồi một phan thi lực, thính giác hoặc một
bộ phận co thé bị tê liệt cho bệnh nhân. Tín hiệu từ bộ phận giả cay ghép có thé, sau khi thích ứng, được xử lý bởi bộ não như cảm biến tự nhiên hoặc các kênh tác động. Sau nhiều năm thử nghiệm trên động vật, các thiết bị thần kinh nhân tạo đầu tiên được cấy ghép ở người xuất hiện trong giữa những năm 1990.
Hệ thông BCI được nghiên cứu cho các đối tượng sau:
e Những bệnh nhân mat kha năng vận động do mat tay hoặc chan.
Trang 27
C2: CƠ SỞ LY THUYET HVTH: Phạm Bá Toàn
e Những bệnh nhân bi đột quy, tai biến mạch máu não, chỉ có khả năng kiểm soát hoạt động của mắt.
e Trẻ em và người lớn bị bại não, không có khả năng điều khiến co...
Một hệ thống BCI gồm hai khối quan trọng: thu thập dữ liệu và xử lý dữ liệu.
e Khau thu thập dữ liệu: sử dụng kỹ thuật thu EEG, fNIR... để thu các tín hiệu sóng não. Các tín hiệu nay được số hóa và chuyên tới khâu xử lý tín
hiệu
e Khâu xử lý tín hiệu: chuyển đổi các tín hiệu sóng não đã được số hóa thành lệnh điều khiến để điều khiến các thiết bị: xe lăn, đèn, quạt, máy
lạnh...
Signal acquizton Signal Procewá so Device EEG ap? ee Cơnna°ós
ECOG rhe 0010011100011101011101 100-4 aaa —* Tae, ——ơ wv D teed de 2 0% * ~ 7s 4 +
— EU I5 wint- k |
Raw are
Communication Environmental control
;/4
— mF 4
Bs 4
Hình 2.13. Sơ đồ tổng quan của một hệ thống BCI (nguồn: [23])
Trang 28
C2: CƠ SỞ LY THUYET HVTH: Phạm Bá Toàn