top of page
Artboard 5.jpg

מערכת לזיהוי התקפי אפילפסיה

מציגים: סופיה זאגידולין, ויקי פדלון

מנחה: ד"ר מיכל בלברג

להסבר מוקלט

מבוא

- אפילפסיה המחלה הנוירולוגית השכיחה בעולם, ומעריכים שכ 1% מהאוכלוסייה לוקים בה.

- התקפים אפילפטיים מהווים סיכון עבור אותם חולים ויכול לגרום להם לבלבול, נפילות וכדומה.

- החלטנו לפתח מערכת ניידת בשימוש סרט עם אלקטרודות על המצח שתאפשר זיהוי התקפים בזמן אמת.

- בחרנו להשתמש ב machine learning algorithms כמסווג למערכת שלנו.

- רוב הפתרונות שנתקלנו בהם מבוססים על קסדה מלאה אלקטרודות שנראה לא פרקטי למערכת לבישה.

- החלטנו לפתח מערכת משופרת המתבססת רק על סרט עם אלקטרודות על המצח.

פתרון

פיתוח האלגוריתם מורכב מהשלבים הבאים:

- מחקר על אלגוריתמים קיימים בספרות.

- תכנון אלגוריתם המתאים לצרכי המערכת (זמני עיבוד מהירים ומספר מצומצם של אלקטרודות).

  • אלגוריתם לסינון ערוצים רועשים.

  • שימוש ב Supervised classifiers

  • מאפייני אנרגיה ואנטרופיה.

- פיתוח אפליקציות המאפשרות הטמעה והתאמה של האלגוריתם לכל חולה.

- בשלב הסופי ניתן לבצע שינויים בפרמטרים (כמות האלקטרודות, סוג המסווג, גודל החלון בזמן) ובכך להגיע לדיוק מקסימלי עבור כל חולה.

EEG_Result_Viewer.png
EEG_Profile_Creator.png

שיטות

עבודה בחלון רץ בזמן:

כדי לדמות עבודה בזמן אמת השתמשנו בחלון רץ בזמן על אותות ה EEG.

סינון ערוצים רועשים:

שימוש בסטיית תקן, SNR וקורלציה כדי לסנן ערוצים רועשים לשיפור תהליך הלימוד.

חילוץ מאפיינים:

אנטרופיה במישור הזמן ובאנרגיה במישור התדר על אותות ה EEG.

מסווגים (Machine Learning):

SVM, LDA ו- KNN במקביל כאשר ניתן לבחור במסווג עם הדיוק המקסימלי לאותו חולה.

שיטת הרוב קובע:

האלגוריתם יסווג התקף רק אם רוב האלקטרודות יסווגו אותו כהתקף.

feature_extraction_algorithm.png
features_selection.png

סיכום ומסקנות

- הצלחנו לפתח אלגוריתם בעל תוצאות דיוק גבוהות של 98.5% עבור התקפים המתבטאים בכל המוח.

- עבור חולים שההתקף מתבטא בכל המוח, הדיוק בשימוש בקסדה מלאה דומה לשימוש בסרט על המצח (שגיאה של 0.39%)

- המסווג LDA הוא המסווג האופטימלי עבור החולים שנבדקו.

- האלגוריתם גנרי ומאפשר אופטימיזציה בין חולים הסובלים מהתקפים שונים.

- למען מחקרי המשך פרסמנו והסברנו את האלגוריתם ב Github וניתן לשימוש כ open source.

Training_Algorithm.png
Testing_Algorithm.png
2.png
bottom of page