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

Abstract

<span lang="FA">در چند دهه‌ی اخیر، رابط مغز-رایانه‌ی 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 درون‌زاد، عدم نیازبه تحریک خارجی و کنترل طبیعی می‌باشد. یکی ‌از مشکلات اصلی در کاربردی‌کردن این سیستم­، نیاز به نصب تعداد زیادی الکترود روی سر است که سبب افزایش هزینه‌ی تجهیزات، افزایش حجم محاسبات و هم‌چنین دشوارتر شدن استفاده از آن برای کاربر، به دلیل زمان‌بر بودن نصب الکترودها، می‌شود. تحقیقات اخیر، در جهت کاهش تعداد الکترودهای مورد نیاز با حفظ کارایی سیستم بوده است. هدف از این پژوهش، بررسی ویژگی‌ها و انتخاب ترکیبی مناسب برای تشخیص تصور حرکت با استفاده از تنها دو کانال (</span><span dir="LTR">C3</span><span lang="FA">و </span><span dir="LTR">C4</span><span lang="FA">) برای ثبت سیگنال مغز بوده است. به این منظور، از روش توان باند، پارامترهای حوزه‌ی زمان و مدل خودبازگشتی تطبیقی، به عنوان ویژگی و از روش شناخته شده و ساده‌ی آنالیز افتراقی خطی جهت طبقه‌بندی استفاده شد. نتایج نشان داد که ویژگی‌های</span><span lang="FA">توان باند، بیش‌ترین سازگاری و اثربخشی را برای تفکیک دقیق وظایف</span><span lang="FA">تصور حرکتی چپ و راست دارند. هم‌چنین، الگوریتم پیشنهادی به صورت ترکیب ویژگی توان باند</span><span lang="FA">با پارامترهای حوزه‌ی زمان و</span><span lang="FA">مدل خودبازگشتی تطبیقی، سبب بهبود عمل‌کرد طبقه‌بندی گردید. نتایج روی داده‌های سومین دوره‌ی مسابقات رابط مغز-رایانه توانست جایگاه دوم را بین رقابت‌کنندگان اصلی مسابقه، با بیشینه‌ی </span><span dir="LTR">STMI</span><span lang="FA">برابر 2582/0 به دست آورد</span><span dir="LTR">.</span><span lang="FA"> در پردازش نابرخط، وظایف</span><span lang="FA">تصور حرکتی دست</span><span lang="FA">چپ و راست با صحت متوسط برابر با 85 درصد و کاپای 70 درصد تشخیص داده شد، هم‌چنین نتایج بیان‌گر انتقال اطلاعات خروجی گسسته‌ی 39/0 و پیوسته‌ی 45/0 و سطح زیرمنحنی عملیاتی دریافت‌کننده</span><span dir="LTR">‌</span><span lang="FA">ی 91/0 بود. نتایج این مقاله نشان می‌دهد که ویژگی‌های جدید، به طور برجسته در هنگام استفاده از ترکیب هر سه دسته‌ی ویژگی، به بهبود عمل‌کرد طبقه‎‌بندی سیستم واسط مغز-رایانه‌ی دو کاناله منجر می‌شود و در ضمن، الگوریتم پیشنهادی برای افراد جدید نیز کارایی قابل مقایسه‌ای را ارائه کرده است.</span>