СОВМЕЩЕНИЕ МЕТОДОВ ЧАСТОТНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ И НЕЛИНЕЙНОГО АНАЛИЗА ПРИ СОМНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЭЭГ-СИГНАЛОВ


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель - совместное применение частотных и нелинейных методов анализа для получения гипнограмм путем анализа электроэнцефалографических (ЭЭГ) сигналов при сомно-логических исследованиях. Методы. Частотные методы фильтрации применяются для предварительной подготовки ЭЭГ-сигналов к дальнейшему нелинейному анализу. В качестве нелинейных методов анализа используются фрактальные методы детерминированного хаоса, такие как метод нормированного размаха Херста, метод аппроксимационной энтропии, расчет корреляционного интеграла методом Грассбергера-Прокаччиа. Для возможности применения двух последних методов используется метод восстановления псевдофазового пространства согласно теореме Такенса. В результате нелинейного анализа строились гипнограммы, отражающие переходы между стадиями сна у пациентов, проходящих сомнологическое обследование. Для оценки достоверности полученных результатов они сравнивались с гипнограммами, полученными классическим методом, основанном на правилах Рехчаффена и Кейлса. Также рассмотрены проблемы, связанные с возникновением различных видов помех и предложены способы уменьшения их влияния на конечные результаты. Выводы. Используя данные методы, при соответствующем подборе параметров самих методов, при использовании необходимой нормировки исходных данных и усреднении результатов можно получить гипнограмму, имеющую полное совпадение определяемых фаз сна примерно для половины эпох, регистрируемых ЭЭГ. Причем для получения данных результатов достаточно использовать лишь один канал регистрации ЭЭГ.

Об авторах

О И Антипов

ФГБОУ ВО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Email: oleg1307@mail.ru
д.ф-м.н, профессор, и.о. зав. кафедрой основ конструирования и технологий радиотехнических систем Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики. кв. 93, ул. Фадеева, 53, г. Самара, 443081

А В Захаров

ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: zakharov1977@mail.ru
к.м.н., доцент кафедры неврологии и нейрохирургии Самарского государственного медицинского университета.

Список литературы

  1. Левин Я.И. Сомнология: сон, его структура и функции; инсомния. Российский медицинский журнал. 2007, 15(15):11-30
  2. Неврология. Национальное руководство. Гусев Е.И., Коновалов А.Н., Скворцова В.И., Гехт А.Б., М.: ГЭОТАРМедиа, 2009 г
  3. Захаров А.В., Антипов О.И., Хивинцева Е.В. Полисомнографические характеристики сна у пациентов с фибромиалгией. Российский журнал боли. 2014. № 1 (42):58-59
  4. Захаров А.В., Афросина Е.Ю., Хивинцева Е.В., Антипов О.И. Качество ночного сна у пациентов с рассеянным склерозом. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2016. Т. 116(2-2):41-43
  5. Захаров А.В., Власов Я.В., Повереннова И.Е., Хивинцева Е.В., Антипов О.И. Особенности постуральных нарушений у больных рассеянным склерозом. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2014. Т. 114(2-2):55-58
  6. Хакен Г. Принципы работы головного мозга: Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивности деятельности. М.: ПЕР СЭ, 2001
  7. Антипов О.И., Неганов В.А. Исследование динамического хаоса в импульсном стабилизаторе напряжения инвертирующего типа с учетом влияния активных потерь с помощью мер фрактального исчисления. Нелинейный мир. Москва, 2008.Т. 6(7)364-377
  8. Антипов О.И., Неганов В.А. Детерминированный хаос в импульсном стабилизаторе напряжения повышающего типа. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2004.Т. 7(3):53-61
  9. Антипов О.И., Неганов В.А., Панфёрова Т.А. Нелинейная динамика и хаотические явления в нематическом жидком кристалле. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2006.Т. 9(4):76-87
  10. Антипов О.И., Неганов В.А. Влияние учета активных потерь на детерминированный хаос в импульсном стабилизаторе напряжения инвертирующего типа. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2007.Т. 10(4):48-55
  11. Антипов О.И., Захаров А.В., Неганов В.А., Пятин В.Ф. Исследование частотных диапазонов для пейсмейкеров иррадиационных явлений при световых воздействиях на сетчатку глаза человека путем анализа результатов применения фрактальных мер к ЭЭГ-сигналам. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2014.Т. 17(3):90-95
  12. Антипов О.И., Захаров А.В., Пятин В.Ф. Сравнение возможностей фрактальных методов обработки ЭЭГ для обнаружения изменения в активности головного мозга человека при разной внешней освещенности. Инфокоммуникационные технологии. 2014.№2 (12):57-63
  13. Антипов О.И., Неганов В.А. Анализ и предсказание поведения временных рядов самоорганизованных экономических и биологических систем с помощью фрактальных мер. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2011.Т. 14(3):78-89
  14. Волобуев А.Н., Антипова Т.А. Нелинейная генетика, инбридинг и генетический груз. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2013. Т. 16(4):70-74
  15. Волобуев А.Н., Антипова Т.А. Анализ аннигиляции позитрона и электрона и дополнительные возможности позитронно-эмиссионной томографии. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2014. Т. 17(4):75-80
  16. Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991
  17. Takens F. Detecting Strange Attractors in Turbulence. Dynamical Systems and Turbulence. Lecture Notes in Mathematics. Berlin., 1981(V. 898):366-381
  18. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б., Подлазов А.В. Нелинейная динамика: Подходы, результаты, надежды. Изд. 2-е. М., 2009
  19. Naoto Burioka, Masanori Miyata, Germaine Cornelissen, Franz Halberg, Takao Takeshima, Daniel T. Kaplan, Hisashi Suyama, Masanori Endo, Yoshihiro Maegaki, Takashi Nomura, Yutaka Tomita, Kenji Nakashima, Eiji Shimizu. Approximate Entropy in the Electroencephalogram During Wake and Sleep. Journal of Clinical EEG & Neuroscience, January 2005.36(1):21-24
  20. Srinath Vukkadala , Vijayalakshmi S, Vijayapriya S. Automated Detection Of Epileptic EEG Using Approximate Entropy In Elman Networks. International Journal of Recent Trends in Engineering, May 2009 Vol 1(1): 307-312
  21. Пятин В.Ф., Колсанов А.В., Сергеева М.С., Захаров А.В., Антипов О.И., Коровина Е.С., Тюрин Н.Л., Глазкова Е.Н. Информационные возможности использования мю- и бета-ритмов ЭЭГ доминантного полушария в конструировании нейрокомпьютерного интерфейса. Фундаментальные исследования. 2015(2-5):975-978
  22. Зенков Л.Р. Клиническая электроэнцефалография с элементами эпилептологии. М.: МЕДпресс-информ, 2004
  23. Kobayashi T, Madokoro S, Ota T, Ihara H, Umezawa Y, Murayama J, Kosaka H, Misaki K, Nakagawa H. Analysis of the human sleep electroencephalogram by the correlation dimension. Psychiatry Clin Neurosci. 2000 Jun;54(3):278-279
  24. Roschke J, Aldenhoff J. The dimensionality of human's electroencephalogram during sleep. Biol Cybern. 1991;64(4):307-313
  25. Acharya U R, Faust O, Kannathal N, Chua T, Laxminarayan S. Non-linear analysis of EEG signals at various sleep stages. Computer Methods and Programs in Biomedicine. 2005 Oct;80(1):37-45
  26. Белов А.М. Анализ процесса сна при полисомнографии. М.: ТГТПС, 2000

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Антипов О.И., Захаров А.В., 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).