Detekce pohybu končetin z EEG signálu při cvičení na rehabilitačním robotovi.

Bc. Pavel MOCHURA

Master's thesis

Movement detection from EEG signals during exercise on a rehabilitation robot

Abstract:

EEG signály u měřených subjektů obsahují různé vzory podle toho, co měřený subjekt vykonával. ERD/ERS jsou příklady právě takovýchto vzorů, které jsou svázány s pohybem ruky, prstu nebo nohy. Tato diplomová práce se zabývá detekováním pohybu v EEG signálu na základě vzorů ERD a ERS. Příznakové vektory jsou konstruovány buď pomocí všech hodnot z ERD/ERS nebo z hodnot, počítaných právě z těchto vzorů, jako například MAV nebo rozptyl. Tyto vektory jsou klasifikovány neuronovou sítí, která se stává z jedné vstupní vrstvy, třech skrytých vrstev a z jedné výstupní vrstvy, kde první skrytá vrstva obsahuje 400 neuronů, druhá 200 neuronů a třetí 100 neuronů. Pro natrénování této neuronové sítě je použita trénovací množina tvořená příznakovými vektory a pro následné přenastavování vah je použit algoritmus Backpropagation. Takto nastavená neuronová síť je schopna klasifikovat pohyb v EEG záznamech s průměrnou přesností 90,05%.

Abstract:

The EEG signals of the measured subjects contain different patterns depending on what the measured subject was doing. ERD/ERS are examples of such patterns that are tied to hand, finger or foot movements. This paper deals with the detection of motion in EEG signal based on ERD and ERS patterns. Symptom vectors are constructed using either all the values from ERD/ERS or values computed from just these patterns, such as MAV or dispersion. These vectors are classified by a neural network that consists of an input layer, three hidden layers and one output layer, where the first hidden layer contains 400 neurons, the second 200 neurons and the third 100 neurons. A training set consisting of symptom vectors is used to train this neural network and Backpropagation algorithm is used for subsequent rebalancing. This tuned neural network is able to classify the motion in EEG recordings with an average accuracy of 90.05%.

Keywords

elektroencefalografie, ERD/ERS, přípravné evokované potenciály, neuronová síť, klasifikace EEG signálu, Backpropagation, příznakové vektory, fraktální dimenze

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 6. 2021

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavel Mautner, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Master programme / field:
Computer Science and Engineering / Medical Informatics