Převrácené hodnoty výkonu EEG signálu ve sdružené EEG-fMRI analýze
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Úvodní část práce shrnuje základní teorii měření mozkové aktivity pomocí BOLD signálu a skalpového EEG, vliv šumových jevů v naměřených datech, možnosti jejich potlačení, fúze naměřených dat pomocí obecného lineárního modelu a stávající implementaci výpočetních algoritmů v softwarové knihovně EEG Regressor Builder 1.0. V rámci vlastního řešení jsou v práci popsány změny softwarové knihovny na verzi 1.1 podle požadavků zadání bakalářské práce. Byla testována hypotéza, zda časové změny relativního výkonu pásma (20-40Hz) EEG signálu disponují stejnými prostorovými koreláty s BOLD signálem jako převrácené hodnoty výkonu ve frekvenčním pásmu 0-12Hz. Hypotéza byla zamítnuta na základě výpočtu hodnot podobnostních kritérií mezi 3D aktivačními mapami pro různé nastavení parametrů výpočtu společné analýzy, kde se jako vhodné ukázaly korelační koeficient nebo kosínové kritérium, Euklidovská vzdálenost se ukázala jako nevhodné podobnostní kritérium. Zároveň bylo prokázáno, že převrácená hodnota výkonu EEG signálu v daném frekvenčním pásmu pouze přináší do společné EEG-fMRI analýzy anti-korelovaný signál ke standardnímu absolutnímu výkonu ve stejném frekvenčním pásmu. Dále vliv pohybových regresorů snižuje počet nadprahových voxelů.
The first part of this thesis summarizes the basic theory of brain activity measurement using the BOLD signal and scalp EEG, the effect of noise phenomena in the data and its suppression, the merger of the fusion of the measured data using the general linear model and the current implementation of computational algorithms in the software library EEG Regressor Builder 1.0. Within the own solution of this thesis, the changes of the software library to version 1.1 were realized according to the requirements of the bachelor thesis. The hypothesis that temporal changes of the EEG relative band power (20 - 40Hz) has the same spatial correlates with the BOLD signal as the inverse power in the frequency range 0-12Hz. The hypothesis was rejected based on the calculation of similarity criterions between 3D activation maps for different parameter settings of the joint analysis calculations. As an appropriate criterions were chosen the correlation coefficient and the cosine criterion. The Euclidean distance was proved to be unfit. Also it was proved the inverse power value of EEG signal in the given frequency band brings to the common EEG-fMRI analysis an anti-correlated signal to the normal absolute power in the same frequency band. Furthermore the influence of regressors describing motion artifacts reduces the number of supra-thresholded voxels.
The first part of this thesis summarizes the basic theory of brain activity measurement using the BOLD signal and scalp EEG, the effect of noise phenomena in the data and its suppression, the merger of the fusion of the measured data using the general linear model and the current implementation of computational algorithms in the software library EEG Regressor Builder 1.0. Within the own solution of this thesis, the changes of the software library to version 1.1 were realized according to the requirements of the bachelor thesis. The hypothesis that temporal changes of the EEG relative band power (20 - 40Hz) has the same spatial correlates with the BOLD signal as the inverse power in the frequency range 0-12Hz. The hypothesis was rejected based on the calculation of similarity criterions between 3D activation maps for different parameter settings of the joint analysis calculations. As an appropriate criterions were chosen the correlation coefficient and the cosine criterion. The Euclidean distance was proved to be unfit. Also it was proved the inverse power value of EEG signal in the given frequency band brings to the common EEG-fMRI analysis an anti-correlated signal to the normal absolute power in the same frequency band. Furthermore the influence of regressors describing motion artifacts reduces the number of supra-thresholded voxels.
Description
Keywords
EEG signál, funkční magnetická rezonance, BOLD signál, hemodynamická odezva, deoxyhemoglobin, obecný lineární model, regresor, statistická parametrická mapa, korelace, převrácená hodnota výkonu, EEG signal, functional magnetic resonance, BOLD signal, hemodynamic response function, oxyhemoglobin, deoxyhemoglobin, gerenal linear model, regressor, statistical parametric map, correlation, inverse power value
Citation
SANETRNÍKOVÁ, D. Převrácené hodnoty výkonu EEG signálu ve sdružené EEG-fMRI analýze [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2014.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Biomedicínská technika a bioinformatika
Comittee
prof. Ing. Jiří Jan, CSc. (předseda)
prof. Ewaryst Tkacz, Ph.D.,D.Sc. (místopředseda)
Ing. Oto Janoušek, Ph.D. (člen)
MUDr. Eva Závodná, Ph.D. (člen)
Dr. Ing. Vlastimil Vondra (člen)
MUDr. Jan Máchal, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2014-06-18
Defence
Studentka prezentovala výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Studentka obhájila bakalářskou práci a odpověděla na otázky členů komise a oponenta.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení