Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An attempt to localize brain electrical activity sources using EEG with limited number of electrodes

Majkowski A., Oskwarek Ł., Kołodziej M., Rak R. J.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2016

|

Vol. 36, no. 4

686--696

EN

A very interesting research goal is to find underlying sources generating the EEG signal–referred to as the ‘‘EEG inverse problem’’. Its aim is to determine spatial distribution of brain activity, described by local brain currents density, on the basis of potentials measured on the scalp as EEG signal. The purpose of the research presented in the article was to check whether the results of the inverse problem solution, obtained by the LORETA algorithm for the reduced set of 8 electrodes selected by the authors will be close to the results for the initial set of 32 electrodes. EEG signals were registered during the BCI operation based on ERD/ERS potentials. Obtained results showed no significant differences in the location of the most important sources in both cases. It is worth emphasizing that reducing the number of electrodes would have a significant impact on an BCI ergonomics.

2

Zastosowanie zagadnienia odwrotnego EEG do oceny aktywności elektrycznej kory mózgowej na użytek interfejsu BCI

Oskwarek Ł.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 5

275--278

PL

Treścią artykułu jest ocena aktywności elektrycznej kory mózgowej w badaniach wykonywanych na potrzeby interfejsu mózg-komputer (BCI). Analiza ta może być przydatna do optymalizacji liczby i rozmieszczenia elektrod oraz wyboru cech najlepiej separujących określone klasy zadań myślowych. Wyniki rozwiązania zagadnienia odwrotnego EEG pokazują, że w tej mierze najbardziej predysponowane są centralne obszary kory (pod elektrodami: C3, C4 i Cz), w paśmie alfa (8-12 Hz).

EN

The subject of the paper is evaluation of the brain electrical activity associated with imagining some specific motor actions assigned to the specific classes in an asynchronous brain-computer interface (BCI) (Section 1, [1, 2, 3, 4]). These analyzes, called as inverse problems of EEG, can be useful to optimize the number and placement of electrodes and also to select the features which best separate the considered classes. Dedicated calculations were carried out using the algorithm sLORETA (Section 3, [7, 8, 9, 10]). Evaluation of brain activity in the time domain indicates the regular activation of the: frontal, temporal, occipital, and the central part of the cerebral cortex (Section 5, Fig. 5). However, the evaluation of activity in the frequency domain provides reliable information about the differences between the selected classes. The obtained results lead to the conclusion that in this matter the most important differences are observed in the central parts of the cortex, over which the electrodes: C3, C4 and Cz are located; in the alpha band, i.e. 8-12 Hz (Section 6, Fig. 6-8). Limitation of the analysis to 8 EEG time series confirms the correctness of the electrodes selection applied in the dedicated system g.tec, used in the Department of Information and Measuring Systems of the Warsaw University of Technology (Section 7, Fig. 9, [1, 2]). All the onclusions from performed calculations are consistent with the general neurobiological knowledge [5, 6].

3

Wpływ redukcji liczby elektrod w systemie BCI na ocenę aktywności elektrycznej mózgu

Oskwarek Ł.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 9

718--721

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analiz dotyczących aktywności elektrycznej mózgu ukierunkowanych na możliwość redukcji liczby elektrod w badaniu EEG wykonywanym na potrzeby asynchronicznego interfejsu mózg-komputer (BCI). Stosowne obliczenia potwierdzają zasadność wyboru zestawu 8 elektrod (tzn. F3, T7, C3, Cp1, C4, T8, F4 i Cz) w systemie BCI, wykorzystującym wyspecjalizowany wzmacniacz EEG firmy g.tec, skonstruowanym w IETiSIP Politechniki Warszawskiej.

EN

The subject of the paper is evaluation of the brain electrical activity associated with imagining some specific motor actions for the needs of asynchronous Brain-Computer Interface (BCI) [1-4]. These analysis, called EEG inverse problems, can be useful among others to optimize the number and placement of electrodes. Dedicated calculations were carried out using the algorithm sLORETA (Section 3) [5-13]. The basis of the BCI interface is the ability to detect differences between the considered classes of tasks. In the case of asynchronous interfaces, the evaluation of brain activity in the frequency domain provides much more conclusive information than the time-domain analysis. These indicate that, although the best conditions for synchronous neuronal activity are in the range of delta waves (up to 4 Hz), the biggest differences between the compared classes are apparent in the alpha band (8-12 Hz) in the central parts of the cortex (Section 5; pic. 2,3). Moreover, the performed calculations show no significant difference in the location of the brain activity sources for the results obtained using the set of 32 electrodes and after the fourfold reduction in the number of electrodes. Thus, they confirm the relevance of the set of 8 electrodes (i.e. F3, T7, C3, CP1, C4, T8, F4, and Cz) in the BCI system constructed and used in the Department of Information and Measuring Systems of the Warsaw University of Technology (Sections 6,7; Fig. 5; Tab. 2).

4

Niepewność oceny indukcji pola magnetycznego na podstawie badania zniekształceń obrazów w skaningowej mikroskopii elektronowej

Oskwarek Ł.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 2

236-241

PL

Tematyka artykułu dotyczy analizy metrologicznej wyników pomiarów i obliczeń związanych z opracowaną wcześniej oryginalną metodą oceny wpływu zewnętrznych pól zakłócających na wyniki obrazowania metodą skaningowej mikroskopii elektronowej. Oszacowanie niepewności poszukiwanej wartości indukcji pola magnetycznego (na podstawie danych empirycznych i zależności analitycznych) daje możliwość oceny poprawności przyjętej metodyki badań oraz wpływu poszczególnych czynników (wielkości) na precyzję uzyskanych wyników.

EN

The paper concerns the metrological analysis of measurements and calculations associated with previously developed an original method of assessing the impact of the external interference fields on the results of imaging by scanning electron microscopy. The uncertainty estimation of calculated value of magnetic induction (based on empirical data and analytical dependencies) gives the opportunity to evaluate the accuracy of the research methodology and the impact of various factors (quantities) on the precision of obtained results.

5

Metoda LORETA jako przykład metody rozwiązywania zagadnienia odwrotnego w interfejsie mózg-komputer

Jagodzińska U., Oskwarek Ł.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 12

89-91

PL

Metody rejestrowania elektrycznych i magnetycznych aktywności mózgu jak elektroencefalografia (EEG) lub magnetoencefalografia (MEG) nie dają pełnej informacji o źródle rejestrowanych sygnałów. Przyjmując uproszczony model źródeł jako dipoli prądowych umieszczonych w różnych punktach mózgu, trzeba mieć na uwadze, że istnieje nieskończenie wiele różnych konfiguracji tych źródeł, które generują taki sam rozkład potencjałów na powierzchni czaszki. Przeprowadzane testy, w których porównywano wyniki poszukiwań źródeł aktywności, dały najlepsze wyniki dla metody LORETA, np. przedstawione w pracy Pascual-Marqui R. D.

EN

Methods of register electrical and magnetic brain activities as electroencephalography (EEG) or magnetoencefalography (MEG) do not give information about exact sources of registered signals. If is assumed a simplified model of sources as current dipole placed at different points of the brain, it should be taken into account that there are infinitely many different configurations of these sources which generate the same distribution of potentials on the surface of the skull. Tests carried out for solving the EEG inverse problem which compared the results of exploration activity sources gave the best results for the LORETA method, examples in paper Pascual- Marqui R. D.

6

Przykłady zastosowań metod planowania i oceny eksperymentu w tomografii impedancyjnej i mikroskopii elektronowej

Oskwarek Ł.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 11

1289-1292

PL

Przedmiotem artykułu są wybrane zagadnienia z teorii eksperymentu, takie jak: testowanie hipotez statystycznych, ocena istotności wpływu czynników oraz ocena postaci równania regresji. Wiedza z tego zakresu została wykorzystana do oceny wyników pomiarów wykonanych na potrzeby impedancyjnej tomografii komputerowej (ocena krzywych poprawek, ocena wpływu czynników związanych z układem pomiarowym) oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (ocena równania opisującego zniekształcenia obrazów pod wpływem zewnętrznego pola zakłócającego).

EN

In the paper selected problems of the theory of experiment like: statistical hypotheses testing, assessment of the significance of impact factors and evaluation of a regression equation [1, 2, 3, 4, 5, 6] are presented. Knowledge of this area may be useful for engineers when assessing the method of measurement and operation of a developed system. From the analysis performed for impedance tomography [7, 8, 9], using planning and evaluation of experiment methods, one can draw the following conclusions: although it is necessary to introduce corrections to the raw measurements, their values can be approximated by a linear regression curve, it is possible to follow the same correction curves (Fig.1) and the associated uncertainty for measurement results obtained by excitation of different pairs of electrodes, most of parameters relating to the measurement system, in the examined range of variation, had no significant effect on the obtained results - thanks to that, conclusions presented in the paper are more universal. In turn, the calculations performed for microscopic research [10, 11] showed that the derived forms of the regression equation (Fig. 2) describe correctly the empirical data, and the reproducibility of performed experiments was satisfactory. This improves reliability of the results concerning evaluation of the impact of the external magnetic field on the distortion level of observed images.

7

Metodyka szacowania niepewności w pomiarach pośrednich na przykładzie wyników badań oscyloskopowych czasu trwania impulsu

Oskwarek Ł.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 2

100-104

PL

W artykule przedstawiony został sposób szacowania niepewności wyników pomiarów pośrednich. Szczególna uwaga została zwrócona na zasady doboru współczynnika rozszerzenia oraz stosowania równań propagacji podczas szacowania niepewności rozszerzonych. Praktyczną implementacją opisanych metod jest szacowanie niepewności w pomiarach oscyloskopowych wykonywanych na potrzeby kontroli urządzeń telekomunikacyjnych.

EN

The methods of uncertainty estimation of measurement results obtained in a indirect way are presented in this paper. The principles of extension factor selection and propagation equations application during estimation of extended uncertainty are reviewed in more detail. Practical implementation of developed methods is uncertainty estimation of the oscilloscope measurements carried out for the telecommunication systems inspection.

8

Ocena wpływu zewnętrznych pól magnetycznych i elektromagnetycznych na działanie skaningowego mikroskopu elektronowego

Płuska M., Oskwarek Ł.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2007

|

R. 53, nr 9

61-64

PL

Tematyka artykułu odnosi się do aktualnych zagadnień z zakresu skanin-gowej mikroskopii elektronowej. Odkształcenia obrazu struktury badanego obiektu spowodowane wpływem zewnętrznych pól magnetycznych lub elektromagnetycznych są jednym z najczęstszej spotykanych niepożądanych efektów w mikroskopii. Prowadzone w tym zakresie analizy i badania mają na celu przede wszystkim uzyskanie oceny ilościowej dotyczącej indukcji pola magnetycznego przenikającego przez komorę mikroskopu oraz jej wpływu na wartość odchylenia wiązki padającej na obiekt badany (np. element półprzewodnikowy).

EN

In the paper some tasks deal with Scanning Electron Microscope (SEM) are presented. Image deformation caused by electromagnetic interference (EMI) is one of the most frequent undesirable effects in practical scanning electron microscopy. They usually appear as a constant or periodic deformation of vertical edges of an observed specimen. Available, but still very expensive methods for decreasing their influence are shielding and electromagnetic field compensation. The other approach is digital image processing for its correction. However, elimination of the distortions (with hardware or software methods) would be more effective when their influence on microscope system are known or predictable. The main goal of current investigations is work out a method for quantitative measurement of magnetic field in the microscope chamber and estimation of its influence on electon beam deflaction. The results obtained by the use of scanning electron microscope were verified by comparing its with the ones obtained using alternative magnetic field meter.

9

Redukcja niepewności wyników pomiarów w tomografii impedancyjnej

Winek T., Oskwarek Ł.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2006

|

R. 52, nr 9 bis

25--27

PL

Tematyka artykułu dotyczy zagadnień oceny metrologicznej wyników uzyskanych w badaniach wielopunktowego systemu pomiarowego do tomografii impedancyjnej (TI). Wobec faktu, iż na wynik rekonstrukcji obrazu metodą TI największy wpływ mają błędy losowe szczególną uwagę skupiono na ocenie niepewności wyników pomiarów, a także na ocenie wrażliwości mierzonych napięć na zmiany parametrów wewnątrz obiektu. W celu minimalizacji niepewności mierzonych napięć zastosowano metodę fuzji wyników uzyskanych z pomiarów wykonanych za pomocą przyrządu autonomicznego oraz karty zbierania danych.

EN

In the paper some tasks deal with metrological analysis of Electrical Impedance Tomography (EIT) measuring system are presented. It is very clear that the overall quality of the created image is determined not only by the properties of the algorithm implemented but also by the accuracy and precision of measurement. Due to significant influence of random errors on the reconstruction results, the most important investigations were: estimation of measurement results uncertainty and their comparision with the changes of electrode voltage values caused by the changes of object properties. Presented investigations has been performed using an artificial type of testing object, e.g. a grid of resistors (it's much simple type of object than a vessel). In order to reduction of measurement results uncertainty the data fusion method has been applied. The fusion process is presented in the paper on example of expected value estimation relating to the measurement results obtained by the used of the data aquisition card (DAQ) and the digital multimeter (HP).

10

Ocena metrologiczna wielkości mierzonych i odtwarzanych w tomografii impedancyjnej

Oskwarek Ł.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 195

197-208

PL

W artykule zostały przedstawione zagadnienia dotyczące analizy metrologicznej systemu pomiarowego do tomografii impedancyjnej (TI). Informację o rozkładzie poszukiwanego parametru (najczęściej konduktywności) uzyskuje się drogą pośrednią poprzez doprowadzenie do badanego obiektu pobudzenia oraz pomiar napięć lub prądów na jego brzegu. Jest oczywiste, iż jakość konstruowanych obrazów techniką TI determinowana jest nie tylko właściwościami algorytmu rekonstrukcji, lecz także dokładnością i precyzją wykonywanych pomiarów. Celem prezentowanych analiz jest ocena wpływu błędów pomiarowych i opisujących je niepewności na wyniki pomiarów i rekonstrukcji. Szczególnie dużo uwagi poświęcono opisowi metod szacowania niepewności konduktywności poszczególnych elementów obrazu wynikowego. Pokazane zostały praktyczne przykłady oceny wyników symulacji i eksperymentów uzyskanych w badaniach dwóch odrębnych modeli wielopunktowego systemu pomiarowego oraz obiektu badanego (tj. obiektu typu ciągłego i dyskretnego).

EN

In this paper some tasks deal with metrological analysis of Electrical Impedance Tomography (EIT) measuring system are presented. Information about investigated parameter distribution (mostly conductivity) is obtained in a indirect way by the object excitation and electrode voltages (currents) measurement. It is very clear that the overall quality of the created image is determined not only by the properties of the algorithm implemented but also by the accuracy and precision of measurement. The purpose of presended analysis is estimation of the influence of measurement errors and their uncertienties on the measurement and reconstruction results. The methods of calculatinon of the investigated conductivity uncertainty (etc. conductivity of several elements of reconstructed image) are reviewed in more detail. The paper provides some practical examples of estimation of the experiments and simulations results based on two different models of system and object (continuous and discrete object).

11

Metodyka doboru parametrów i struktury wielopunktowego systemu pomiarowego do tomografii impedancyjnej

Oskwarek Ł.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2004

|

R. 80, nr 7-8

743-747

PL

W artykule przedstawiony został sposób przeprowadzania analizy metrologicznej systemu pomiarowego do tomografii impedancyjnej. Prezentowane dwa różne modele wielopunktowych systemów pomiarowych zostały wykorzystane przede wszystkim w celu badania wpływu dokładności pomiarów na uzyskiwane wyniki pomiarów i rekonstrukcji obrazu dla różnych parametrów i struktur dedykowanego systemu pomiarowego.

EN

The way of metrological analysis in Electrical Impedance Tomography (EIT) is presened. Two different models of multi-point measurement systems, described in the paper, have been used first of all for investigation of the influence of measurement accuracy on the obtaind measurement and reconstrucfion results for different structures and parameters of dedicated EIT System.