Μελέτη Της Συνδεσιμότητας Περιοχών Του Εγκεφάλου Με Εφαρμογή Υπολογιστικών Μεθόδων Και Δεδομένα Ηλεκτροεγκεφαλογραφίας

Abstract

Ένα βασικό πρόβλημα που απασχολεί την ιατρική κοινότητα σήμερα είναι η λειτουργική συνδεσιμότητα μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου σε φυσιολογικές συνθήκες αλλά ιδιαίτερα σε περιπτώσεις ασθενειών που συνδέονται με την εγκεφαλική δυσλειτουργία. Σκοπός της παρούσης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της συνδεσιμότητας μεταξύ διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου με εφαρμογή υπολογιστικών μεθόδων σε καταγραφές ηλεκτροεγκεφαλογραφίας. Η βασική μέθοδος που αναλύθηκε και υλοποιήθηκε στα πλαίσια της εργασίας είναι η Κατευθυνόμενη Συνάρτηση Μεταφοράς (Directed Transfer Function - DTF) καθώς και διάφορες παραλλαγές της. Με βάση αυτή τη μεθοδολογία αναπτύχθηκαν αλγόριθμοι εκτίμησης άμεσης και έμμεσης συνδεσιμότητας και τεχνικές οπτικοποίησης των αποτελεσμάτων. Αρχικά έγινε εφαρμογή της DTF καθώς και τεχνικών απεικόνισης όπως η Ολοκληρωτική DTF (Integrated DTF - IDTF) και η Φασματική Ανάλυση μικρού εύρους παραθύρου (Short Window Spectral Analysis) σε συνθετικά δεδομένα Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (ΗΕΓ) όπου τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν τη θεωρία της μεθόδου. Κατόπιν οι μέθοδοι DTF και IDTF εφαρμόστηκαν σε δεδομένα ΗΕΓ και Προκλητών Δυναμικών (ΠΔ) ασθενών με νόσο Πάρκινσον, με σκοπό να μελετηθεί η ροή πληροφορίας μεταξύ περιοχών του εγκεφάλου προεγχειρητικά και μετά από παρέμβαση λειτουργικής νευροχειρουργικής (εμφύτευση εν τω βάθη εγκεφαλικού διεγέρτη). Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η μέθοδος DTF μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της συνδεσιμότητας μεταξύ περιοχών του εγκεφάλου στην περίπτωση πολυκαναλικού σήματος ΗΕΓ με σκοπό τον προσδιορισμό προτύπων ροής πληροφορίας σε φυσιολογικές και παθολογικές περιπτώσεις .