Ανάπτυξη Μεθόδων Ανάλυσης Ενεργειακού Περιεχομένου Δεδομένων Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος Και Ηλεκτρομυογραφήματος

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να ελεγχθεί αν η κατανομή των τιμών της ενέργειας ανά ερώτηση σημάτων που προέρχονται από μετρήσεις ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος και ηλεκτρομυογραφήματος προσεγγίζει την Κανονική. Η μελέτη που ακολουθεί βασίστηκε σε δεδομένα που προέκυψαν από μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο Αιγινήτειο Νοσοκομείο κατά τις οποίες 55 υγιή άτομα υποβλήθηκαν στο test ερωτο-απαντήσεων Hayling. Με χρήση κατάλληλου λογισμικού υπολογίστηκε καταρχάς η ενέργεια των σημάτων αυτών. Στη συνέχεια, ελέγχθηκε αν η κατανομή των τιμών της ενέργειας που αντιστοιχεί σε κάθε ερώτηση προσέγγιζε την Κανονική. Ο έλεγχος αυτός έγινε με τρεις διαφορετικούς τρόπους: μέσω υπολογισμού βασικών στατιστικών μεγεθών, μέσω της χρήσης του ιστογράμματος συχνοτήτων και μέσω του test Kolmogorov-Smirnov. Από τους παραπάνω ελέγχους διαπιστώθηκε ότι η εν λόγω κατανομή διέφερε από την Κανονική. Στη συνέχεια, με χρήση Γενετικών Αλγορίθμων υπολογίστηκαν βάρη για κάθε μία τιμή ενέργειας ανά ερώτηση. Οι αρχικές τιμές μετατράπηκαν σε σταθμισμένες μέσω του πολλαπλασιασμού τους με τα βάρη που προέκυψαν. Ακολούθησε μελέτη της κατανομής των σταθμισμένων τιμών, χρησιμοποιώντας τις αντίστοιχες μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν και στα αρχικά δεδομένα. Διαπιστώθηκε ότι πράγματι η κατανομή των σταθμισμένων δεδομένων προσέγγιζε ικανοποιητικά την Κανονική.Πιο αναλυτικά, στο 1ο κεφάλαιο παρουσιάζονται γενικά στοιχεία θεωρίας σχετικά με τη δομή και τη λειτουργία του νευρώνα καθώς και το μηχανισμό παραγωγής και διάδοσης των δυναμικών της κυτταρικής μεμβράνης. Ακολούθως, περιγράφονται τα χαρακτηριστικά των σημάτων που προέρχονται από ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, ηλεκτρομυογράφημα και προκλητά δυναμικά όπως επίσης και οι μέθοδοι λήψης και καταγραφής των σημάτων αυτών. Επίσης, γίνεται σύντομη αναφορά στα βιολογικά σήματα γενικά και στην ενέργειά τους.Στο επόμενο κεφάλαιο, αναπτύσσονται οι Γενετικοί Αλγόριθμοι. Αναλύονται τα βασικά χαρακτηριστικά τους και περιγράφονται τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματα και οι εφαρμογές τους.Στο 3ο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή της πειραματικής διάταξης που χρησιμοποιήθηκε για τη διεξαγωγή των μετρήσεων. Δίνονται όλες οι απαραίτητες πληροφορίες για τους συμμετέχοντες στο πείραμα και αναλύεται η διαδικασία που ακολουθήθηκε. Τέλος περιγράφεται το ακουστικό test Hayling.Στο 4ο κεφάλαιο παρατίθεται η διαδικασία που ακολουθήθηκε κατά την επεξεργασία των μετρήσεων. Συγκεκριμένα περιγράφεται ο τρόπος υπολογισμού της ενέργειας των σημάτων που μετρήθηκαν και οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν για τον έλεγχο της Κανονικής Κατανομής. Επιπλέον αναλύεται η εφαρμογή και η υλοποίηση των Γενετικών Αλγορίθμων.Στο τελευταίο κεφάλαιο, παρουσιάζονται συνοπτικά, κυρίως μέσω γραφημάτων, τα αποτελέσματα της εργασίας αυτής και τα συμπεράσματα που προκύπτουν.