ارائه ی یک الگوریتم ترکیبی برای تشخیص تصور حرکت دست چپ و راست با استفاده از تنها دوکانال سیگنال الکتریکی مغز

در چند دهه ی اخیر، رابط مغز-رایانه ی مبتنی بر تصور حرکت به صورت گسترده برای کمک به افراد مبتلا به اختلال حرکتی، مورد توجه قرار گرفته است. مزیت این نوع رابط، به عنوان سیستمی درون زاد، عدم نیازبه تحریک خارجی و کنترل طبیعی می باشد. یکی از مشکلات اصلی در کاربردی کردن این سیستم­، نیاز به نصب تعداد زیادی الکترود روی سر است که سبب افزایش هزینه ی تجهیزات، افزایش حجم محاسبات و هم چنین دشوارتر شدن استفاده از آن برای کاربر، به دلیل زمان بر بودن نصب الکترودها، می شود. تحقیقات اخیر، در جهت کاهش تعداد الکترودهای مورد نیاز با حفظ کارایی سیستم بوده است. هدف از این پژوهش، بررسی ویژگی ها و انتخاب ترکیبی مناسب برای تشخیص تصور حرکت با استفاده از تنها دو کانال (C۳و C۴) برای ثبت سیگنال مغز بوده است. به این منظور، از روش توان باند، پارامترهای حوزه ی زمان و مدل خودبازگشتی تطبیقی، به عنوان ویژگی و از روش شناخته شده و ساده ی آنالیز افتراقی خطی جهت طبقه بندی استفاده شد. نتایج نشان داد که ویژگی هایتوان باند، بیش ترین سازگاری و اثربخشی را برای تفکیک دقیق وظایفتصور حرکتی چپ و راست دارند. هم چنین، الگوریتم پیشنهادی به صورت ترکیب ویژگی توان باندبا پارامترهای حوزه ی زمان ومدل خودبازگشتی تطبیقی، سبب بهبود عمل کرد طبقه بندی گردید. نتایج روی داده های سومین دوره ی مسابقات رابط مغز-رایانه توانست جایگاه دوم را بین رقابت کنندگان اصلی مسابقه، با بیشینه ی STMIبرابر ۲۵۸۲/۰ به دست آورد. در پردازش نابرخط، وظایفتصور حرکتی دستچپ و راست با صحت متوسط برابر با ۸۵ درصد و کاپای ۷۰ درصد تشخیص داده شد، هم چنین نتایج بیان گر انتقال اطلاعات خروجی گسسته ی ۳۹/۰ و پیوسته ی ۴۵/۰ و سطح زیرمنحنی عملیاتی دریافت کننده ی ۹۱/۰ بود. نتایج این مقاله نشان می دهد که ویژگی های جدید، به طور برجسته در هنگام استفاده از ترکیب هر سه دسته ی ویژگی، به بهبود عمل کرد طبقه‎ بندی سیستم واسط مغز-رایانه ی دو کاناله منجر می شود و در ضمن، الگوریتم پیشنهادی برای افراد جدید نیز کارایی قابل مقایسه ای را ارائه کرده است.

کلیدواژه ها:

واسط مغز-رایانه ، تصور حرکت ، توان باندهای فرکانسی ، پارامترهای حوزه ی زمان ، مدل خودبازگشتی تطبیقی ، آنالیز افتراقی خطی