طبقه بندی افراد الکلی و غیر الکلی مبتنی بر ویژگی‌های فرکانسی و غیرفرکانسی سیگنال مغزی

Abstract

اثر اصلی عمده و کوتاه مدت الکل بر سیستم اعصاب مرکزی است. مصرف مشروبات الکلی باعث ایجاد ناتوانی در مغز می‌شود به‌طوری‌که مصرف زیاد مشروبات الکلی باعث فلج‌شدن فعالیت‌های مغزی، دستگاه تنفس و در نتیجه مرگ می‌گردد. در این مقاله به‌منظور تشخیص مصرف الکل، سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) بیست فرد شرکت‌کننده شامل 10 فرد الکلی و 10 فرد کنترل در 64 کانال مورد بررسی قرار گرفته است. به‌منظور تحلیل سیگنال EEG، ویژگی‌های فرکانسی و غیر-فرکانسی شامل طیف توان زیرباندها، آنتروپی جایگشتی، آنتروپی تقریبی، بعد فراکتال کتز و پتروشن استخراج شده است. برای بررسی تفاوت معنادار بین دو گروه الکل و کنترل از تحلیل آماری و از شاخص دﯾﻮﯾﺲ-ﺑﻮﻟﺪﯾﻦ (DB) برای انتخاب بهترین کانال جهت ایجاد تفکیک بین سیگنال EEG افراد الکلی و کنترل استفاده شده است. نتایج بررسی نشان می‌دهند که در بین ویژگی‌های فرکانسی، توان فرکانسی دومین زیرباند پایین آلفا در افراد الکلی کاهش می‌یابد و با توجه به شاخص DB، کانال CP3 بهترین تفکیک‌پذیری را بین گروه الکل و کنترل دارد. همچنین در بین ویژگی‌های غیر-فرکانسی، بعد فراکتال کتز در افراد گروه کنترل افزایش می‌یابد و کانال FP2 بهترین تفکیک‌پذیری را دارد. در ادامه با استفاده از طبقه‌بندی‌کننده نزدیکترین K همسایه (KNN) با ویژگی‌های توان فرکانسی دومین زیرباند پایین آلفا و بعد فراکتال کتز به ترتیب به دقت 71 درصد و 93 درصد دست یافتیم. بر اساس نتایج به‌دست آمده نشان داده شد که بهترین ویژگی‌ تفکیک‌کننده دو گروه الکل و کنترل، بعد فراکتال کتز و بهترین کانال FP2 است.