Skip to main content
SUPERVISOR
Vahid Salari,Farhad Shahbazi
وحید سالاری (استاد مشاور) فرهاد شهبازی دستجرده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mojtaba Khodadadi
مجتبی خدادادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Investigation of Epileptic Seizures by Data Analysis and Stochastic Processes Methods
In this work , first we introduce some concepts and tools to analyze electroencephalography (EEG) data and then we try to investigate two sets of EEG data using these methods . First , we compute correlation matrix using moving statistics for increments of data set 1 as well as focal and non-focal areas separately and then we find probability density function of eigenvalues of this matrix . At last , by investigating this function for the second eigenvalue , we find that for each patient in the data set the second peak in ictal states for focal areas is higher than the one for non-focal areas . In the second part of this work , we investigate correlation states between different areas for second data set by employing a tool widely used in the field of Machine Learning namely hierarchical clustering . In this method after the computation of moving correlation matrix by using Average-Linkage clustering , we try to find correlation states and then time evolution of state of the system . By investigating plots corresponding to time evolution of states , we conclude that system state in time period of epileptic seizure is different from stable state before the seizure . In addition , correlation states for post-ictal data are very different from correlation states for other periods of time . On the other hand , by observing the change of system state in approximately 17 minutes before seizure onset , we conclude that this is an alarm for the seizure and we can use it to anticipate epileptic seizure . At last , by investigating correlation states in each time period , we can observe that focal areas are strongly correlated in all of states and this situation does not depend on the time period that we studied .
در این تحقیق ابتدا با معرفی مفهوم‌ها و ابزار لازم جهت تحلیل داده‌های فعالیت‌های الکتریکی مغز به بررسی دو مجموعه‌ از این داده‌ها می‌پردازیم. ابتدا ماتریس همبستگی‌ را با استفاده از آمار غلتان برای نمو داده‌های مجموعه‌ی اول و برای ناحیه‌های کانونی و غیرکانونی به‌طور جداگانه محاسبه کرده سپس تابع چگالی احتمال ویژه‌مقدارهای این ماتریس را به دست می‌آوریم. درنهایت با بررسی این تابع برای ویژه‌مقدار دوم درمی‌یابیم که برای هر سه بیمار در این مجموعه قله‌ی دوم در حالت حمله‌ای برای ناحیه‌های کانونی بلندتر از این قله برای ناحیه‌های غیر کانونی است. در بخش دوم نیز با استفاده از ابزاری در زمینه‌ی یادگیری ماشین به‌نام خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی به بررسی حالت‌های همبستگی بین ناحیه‌های مختلف برای مجموعه‌ی داده‌های دوم می‌پردازیم. در این روش بعد از محاسبه‌ی ماتریس همبستگی غلتان با استفاده از الگوریتم خوشه‌بندی پیوند میانگین، حالت‌های همبستگی و سپس تحول زمانی حالت دستگاه را می‌یابیم. از بررسی نمودارهای مربوط به تحول زمانی حالت‌ها نتیجه می‌گیریم که در مدت زمان رخ دادن حمله‌ی صرعی دستگاه به صورت لحظه‌ای و به تعداد زیاد تغییر حالت می‌دهد. از طرف دیگر، حالت دستگاه در مدت زمان رخ دادن حمله با حالت پایدار ِپیش از حمله تفاوت دارد. همچنین حالت‌های همبستگی برای داده‌های پس‌حمله‌ای تفاوت زیادی با حالت‌های همبستگی برای زمان‌های دیگر دارد. علاوه بر این، از مشاهده تغییر حالت دستگاه حدود 17 دقیقه قبل از شروع حمله نتیجه می‌گیریم این مورد یک هشدار برای شروع حمله بوده و می‌توان از آن جهت پیش‌بینی حمله‌ی صرعی استفاده کرد. در نهایت، با بررسی حالت‌های همبستگی در زمان‌های متفاوت می‌توان مشاهده کرد که ناحیه‌های کانونی در همه‌ی حالت‌ها دارای همبستگی قوی هستند و این وضعیت بستگی به بازه‌ی زمانی مورد بررسی ندارد. بنابراین می‌توان از این روش نیز جهت تعیین کانون صرع استفاده کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی