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Technische Fortschritte bei Aufzeichnungen des Elektroenzephalographen (EEG)

Durch den Einsatz von EEG-Geräten sind wir in der Lage, auf eine aufregende Reise zur Entdeckung unseres Geistes zu gehen und unser Gehirn zu erforschen. Wie Schallwellen hat das Gehirn seine eigene Reihe von Vibrationen, um mit sich selbst und dem restlichen Körper zu kommunizieren, was von dem EEG-Gerät aufgezeichnet werden kann. Die gemessenen Signale sind bei der Überwachung von möglichen Gehirnverletzungen von entscheidender Bedeutung. Die jüngsten Forschungen ergaben, dass Artefakte in den EEG-Signalen, die bisher die Verwendung dieser Beobachtungsgeräte behinderten, jetzt ausfindig gemacht werden können und vom Signal zurückgewiesen werden.

Gesundheit

Elektroenzephalographen könnten allgemein als eine neurologische Überwachungsmethode bei der klinischen Überwachung von Patienten verwendet werden. Der Nachteil dieser EEG-Signale ist jedoch, dass sie oft Artefakte aufweisen, die entweder durch äußere Faktoren, vor allem durch elektrische Interferenzen von dem Gerät, oder durch physiologische Quellen, beispielsweise entdeckte elektrische Signale durch Muskelkontraktion, verursacht werden. Bei den Artefakten handelt es sich um Fehler in dem Signal, welche zu einer erheblichen Beeinflussung der Ergebnisse führen können. Bisher hat das Fehlen einer verlässlichen und allgemein anerkannten Methode zum Nachweis dieser Artefakte dazu geführt, dass in Fällen, in denen die entsprechende Amplitude physiologisch nicht plausibel ist, das empirische Wissen von Experten bei dem Bereich verwendet wurde, der Perioden des Signals zurückwies. Ein solches Verfahren ist natürlich nicht exakt und führt zu weiteren Problemen. Unterschiede zwischen den Merkmalen des Signals unter verschiedenen Bedingungen können weder erklärt werden, noch manifestieren sich alle Artefakte als Signale mit hohen Amplituden. Manchmal treten die Artefakte auch als ungewöhnliche Signalmuster auf und können daher nicht festgestellt und zurückgewiesen werden. Das derzeitige Ergebnis ist diese Probleme erfolgreich durch die Schaffung von Algorithmen zur Aufdeckung von Artefakten angegangen, welche für ein spezifisches Überwachungsumfeld relevant sind. Kern dieser Methode ist die grundlegende und plausible Annahme, dass Artefakte tatsächlich mit Ausreißern in dem EEG-Parameterraum verbunden sind. Durch diese Methode können Artefakte in Zeitabständen von zehn Sekunden einer EEG-Aufzeichnung mittels einer Reihe von Schwellenwertfeststellungsregeln bei individuellen vom EEG abgeleiteten Parametern nachgewiesen werden. Das menschliche Fachwissen ist nur für die Charakterisierung einer Schulungsteilmenge des zur Verfügung stehenden Datensatzes erforderlich, um zu bewerten, ob Artefakte vorliegen oder nicht. Die erfolgreiche Anwendung dieser Methode kann durch das Hinzufügen von mehr EEG-Parametern und durch die Ausweitung der differenzierenden Analyse zu einer mehrdimensionalen Technik verbessert werden. Die aktuelle Phase eines unabhängigen Testdatensatzes zeigt, dass 23 % falsch angezeigt wurden und 71 % aller bedeutenden Artefakte nachgewiesen wurden.

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