Μη Γραμμικη Επεξεργασια Ηλεκτροεγκεφαλογραφηματος Επιφανειας Για Την Προβλεψη Επιληπτικων Κρισεων

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται μελέτη και εφαρμογή τριών μεθόδων επεξεργασίας σήματος που βασίζονται στην ανάλυση μη γραμμικής δυναμικής σε επιφανειακό Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ) επιληπτικών με στόχο την πρόβλεψη επιληπτικών κρίσεων. Οι τεχνικές της μελέτης μας είναι ο μη γραμμικός δείκτης ομοιότητας, ο νέος δείκτης ομοιότητας και η marginal predictability. Αναλυτικότερα, στόχος της εργασίας είναι με την εφαρμογή των τεχνικών αυτών στο ΗΕΓ να ανιχνευτούν αποκλίσεις της δυναμικής του σήματος κατά τη διάρκεια της περιόδου που προηγείται των επιληπτικών κρίσεων, σε σχέση με τη μεσοκριτική περίοδο (φυσιολογικό ΗΕΓ επιληπτικού). Με τις δύο πρώτες τεχνικές διερευνάται αν από τις αποκλίσεις αυτές είναι δυνατόν να προβλέψουμε επερχόμενη επιληπτική κρίση σε πραγματικό χρόνο. Στα πλαίσια της εργασίας μελετήθηκε η βιβλιογραφία σχετικά με τις έρευνες που έχουν χρησιμοποιήσει τις τεχνικές αυτές στο παρελθόν για την πρόβλεψη επιληπτικών κρίσεων, όπως επίσης και μέρος του μεγάλου πλήθους μελετών που επεξεργάζονται το ΗΕΓ με στόχο την πρόβλεψη επιληπτικών κρίσεων με έμφαση σε αυτές που βασίζονται στη μη γραμμική δυναμική. Στις τεχνικές του δείκτη ομοιότητας και του νέου δείκτη ομοιότητας ποσοτικοποιήσαμε τις αποκλίσεις που εντοπίσαμε και επιχειρήσαμε την πρόβλεψη των επιληπτικών κρίσεων των δεδομένων μας. Συγκεκριμένα, με την τεχνική του δείκτη ομοιότητας καταφέραμε να προβλέψουμε τις 10 από τις 12 συνολικά κρίσεις που εξετάσαμε με μέσο χρόνο πρόβλεψης 784 δευτερόλεπτα και με το νέο δείκτη ομοιότητας προβλέψαμε επιτυχώς τις 3 από τις 4 κρίσεις με μέσο χρόνο πρόβλεψης 550 δευτερόλεπτα. Αποθαρρυντικό ήταν το σχετικά μεγάλο πλήθος ψευδών προβλέψεων, 21 για το δείκτη ομοιότητας και 7 για το νέο δείκτη ομοιότητας. Στη μέθοδο της marginal predictability ανιχνεύσαμε κάποιες αποκλίσεις στη δυναμική του σήματος κατά την περίοδο που προηγείται των επιληπτικών κρίσεων. Για να διερευνήσουμε αν οι αποκλίσεις αυτές αποδεικνύονται στατιστικά υποβάλαμε τα αποτελέσματα της μεθόδου σε ένα μη παραμετρικό τεστ, από το οποίο προέκυψε πως παρατηρείται αλλαγή στη δυναμική του σήματός μας περίπου 10 λεπτά πριν την έναρξη των επιληπτικών κρίσεων.