جلسه دفاعیه از پایان نامه کارشناسی ارشد

طراحی یک سیستم بی درنگ واسط مغز - کامپیوتر برای کنترل حرکت دست (رسیدن ، بستن و باز کردن پنجه دست)

چکیده

بیمارانی وجود دارند که به دلیل اختلال های عصبی توانایی حرکت بعضی از اعضای بدن خویش را از دست می دهند. بیماری ALS جزو بیمار هائیست که مبتلایان به آن بدلیل ضعیف شدن و تحلیل رفتن ماهیچه ها معمولا توانایی تمام حرکات ارادی مانند راه رفتن، صحبت کردن، بلعیدن و نفس کشیدن را به مرور زمان از دست می دهند. این افراد می توانند ببینند، بشنوند و هر آنچه اطرافشان اتفاق میفتد را درک کنند ولی توانایی کنترل ماهیچه های خود را ندارند. تحقیقات نشان داده است که حرکت دادن یک عضو از بدن و منقبض کردن یک ماهیچه یا حتی تصور این اعمال تغییراتی را در فعالیت قشر مغز ایجاد می کند. این تغییرات که در سیگنال الکتروانسفالوگرام قابل شناسایی هستند توسط سیستم BCI برای کنترل حرکت دست مورد استفاده قرار می گیرند. در این پروژه سیستم BCI بر خطی طراحی شده که به فرد بیمار توانایی گرفتن یک شئ را در واقعیت مجازی می دهد. مراحل کار شامل روشن و خاموش کردن سیستم، حرکت دست مجازی جهت رسیدن به شئ ، گرفتن آن و در مرحله آخر رها کردن می باشد. روال پردازش شامل سه مرحله ثبت داده ها، استخراج و انتخاب ویژگی و دسته بندی الگوها می باشد. ثبت داده ها از 5 فرد داوطلب که هر یک از آن ها در 5 جلسه آزمایش شرکت کرده اند، انجام گرفته است. هر جلسه شامل دو مرحله آزمایش برون خط و بر خط می باشد. توان های فرکانسی توسط روش پریودوگرام به عنوان ویژگی استخراج شده است. از آنجا که تمام ویژگی های فرکانسی حاوی اطلاعات مفید برای تشخیص تصور حرکت دست نیستند، بنابراین از روش های مبتنی بر اطلاعات متقابل جهت انتخاب بهترین فرکانس ها استفاده شده است. پس از انتخاب ویژگی های بهینه، برای دسته بندی این الگوها از طبقه بندی کننده گوسین با اجزاء تطبیقی استفاده شده است. از داده های برون خط جهت آموزش طبقه بندی کننده بر خط استفاده شده است. کارایی سیستم در حالت مختلف نظیر رسیدن، گرفتن و رها کردن شئ به صورت مجزا مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت دقت کلی عمل از روی آن ها محاسبه شده است. برای حالت برون خط برای فرد ز.ب به دقت بالای 96% و 90% به ترتیب برای تصور حرکت دست راست و تصور حرکت دست چپ رسیدیم. برای حالت بر خط بیشترین میانگین دقت بدست آمده برای دقت کلی عمل در20 آزمون برای فرد ز.ب برابر 67/84% ، برای فرد س.ب برابر با 12/84%، برای فرد ب.ص برابر با 06/81% ، برای فرد س.ش برابر با 98/80% و برای فرد م.ن 97/84% می باشد.  

دانشجو : خانم سیده فاطمه خاتمی فیروز آبادی 

استاد راهنما : دکتر عباس عرفانیان امیدوار

زمان : روز چهارشنبه مورخ 90/07/13 ساعت 14

محل: کلاس 305 واقع در دانشکده مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران