Caracterização de Eletroencefalograma utilizando análise de quantificação da recorrência

dc.contributor.advisor1Santos, Laurita dos
dc.contributor.advisor1Rybarczyk Filho, José Luiz
dc.creatorMendes, Antônio de Pádua
dc.date.accessioned2025-03-11T13:40:15Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractThe application of techniques for processing, analyzing and extracting features of electroencephalographic signals collaborate in understanding brain activities. Based on this, we can also mention the creation of diagnostic and monitoring tools allowing the development of brain-computer interface devices. Among the diagnostic tools there are several mathematical methods that can be considered, such as, the spectral analysis of the signal using the Fast Fourier Transform (FFT). In this study we investigated the applicability of a non-linear method already known for the analysis of biomedical signals and its comparison with a conventional analysis method, the FFT. The recurrence quantification analysis (RQA) was used as a method to characterize the alpha rhythm of electroencephalogram signals during the Berger effect (eyes closed). Electroencephalogram signals were obtained from 60 study participants, of both sexes, were analyzed using the electrodes of the occipital region (O1 and O2). The experimental protocol involved two distinct moments: rest (eyes open) and activity (eyes closed). For the application of the non-linear method, the optimized value for the parameters (time delay, embedding dimension and threshold) were obtained for classification. After parameterization, 9 measurements were obtained: recurrence rate, determinism, average of diagonal line, Shannon entropy, laminarity, trapping time, clustering coefficient, transitivity and maximum size of vertical lines. The results found were compared with results of the FFT, which considered as the gold standard of analysis. This combination was performed by multivariate analysis of principal components analysis. The results suggested that the use of RQA is capable of detecting significant statistical differences between the moments studied and that some RQA features may contribute to the analysis provided by the FFT. Thus, the RQA method can be considered for the analysis of alpha rhythm during the Berger effect. For future work, other brain regions can be studied and the methodology extended to analyze other brain waves during the performance of more complex activities.
dc.description.resumoA aplicação de técnicas para processamento, análise e extração de características de sinais eletroencefalográficos colaboram efetivamente nos avanços para o entendimento das atividades cerebrais. Com base nisso pode-se citar também a criação de ferramentas de auxílio diagnóstico e monitoramento na atividade cerebral que permitem o desenvolvimento de dispositivos de interface cérebro-computador. Dentre as ferramentas de auxílio diagnóstico há diversos métodos matemáticos que podem ser considerados, como por exemplo, a análise espectral do sinal usando a Transformada de Fourier (FT) através do algoritmo de Transformada Rápida de Fourier (FFT). Neste estudo investigamos a aplicabilidade de um método não linear já conhecido para análise de sinais biomédicos e sua comparação em relação a um método convencional de análise, a FFT. A análise de quantificação de recorrência (RQA) foi usada como método para caracterização do ritmo alfa de sinais de eletroencefalograma durante o efeito Berger (olhos fechados). Foram analisados sinais de eletroencefalograma obtidos de 60 participantes de estudo, de ambos os sexos, utilizando os eletrodos da região occipital (O1 e O2). O protocolo experimental envolveu dois momentos distintos: olhos abertos e olhos fechados. Para a aplicação do método não linear foi otimizado os melhores valores dos parâmetros de incorporação (atraso, dimensão e limiar) para viabilizar os melhores resultados para classificação. Após a parametrização adequada do método foram obtidas 9 medidas: taxa de recorrência, determinismo, tamanho médio de diagonal, entropia de Shannon, laminaridade, tempo de permanência, coeficiente de clusterização, transitividade e tamanho máximo de linhas verticais. Os resultados encontrados foram comparados com resultados obtidos com a FFT, considerada neste trabalho como padrão-ouro de análise. Essa combinação foi realizada pela análise multivariada de componentes principais. Os resultados sugeriram que a utilização de RQA é capaz de detectar diferenças estatísticas significativas entre os momentos estudados e que algumas medidas RQA podem contribuir `a análise fornecida pela FFT. Assim, o método RQA pode ser considerado para análise das ondas alfas durante o efeito Berger. Para trabalhos futuros, demais regiões cerebrais podem ser estudadas e a metodologia estendida para análise de outras ondas cerebrais durante a realização de atividades mais complexas.
dc.editor.advisorUniversidade Brasil
dc.formatPDF
dc.identifier.urihttps://repositorioacademico.universidadebrasil.edu.br/handle/123456789/1001
dc.languagept_BR
dc.publisherUniversidade Brasil
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentUniversidade Brasil
dc.publisher.initialsUB
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação do Curso de Engenharia Biomédica
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEEG
dc.subjectEfeito Berger
dc.subjectAnálise de quantificação da recorrência
dc.subjectAnálise não linear
dc.subjectOndas cerebrais
dc.subject.cnpqEngenharia Biomédica (Bioengenharia)
dc.titleCaracterização de Eletroencefalograma utilizando análise de quantificação da recorrência
dc.typeDissertação de mestrado

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