Uogólnione macierze odwrotne stosowane do wyznaczania źródeł sygnałów EEG na powierzchni kory mózgowej

• Autorzy: Jagodzińska-Szymańska U. , Sędek E.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2018.12.17

Warianty tytułu

EN

Generalized inverse matrices used to determine the sources of EEG signals on the surface of the cerebral cortex

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na potrzeby sterowania urządzeniem za pomocą aktywności myślowych opracowana została metoda realizacji intencji użytkownika wykorzystująca sygnały EEG. Według tej metody, na podstawie zarejestrowanych sygnałów EEG wyznaczone zostały źródła tych sygnałów na korze mózgowej, a w tym celu wykorzystano rozwiązanie tzw. zagadnienia odwrotnego. Aby wyznaczyć źródła sygnałów EEG z jak największą dokładnością opracowane zostały metody rozwiązywania zagadnienia odwrotnego, które posłużyły do wyboru najlepszego algorytmu do klasyfikacji sygnałów emitowanych przez te źródła. Lokalizacja źródeł sygnałów określona została w oparciu o obliczenia własne, a do rozwiązania zagadnienia odwrotnego wybrano metodę minimalizacji normy z zastosowaniem metody najmniejszych kwadratów, która ze względu na krótki czas realizacji pozwalający na pracę w czasie rzeczywistym okazała się najbardziej skuteczna w wykonywaniu zadań myślowych dotyczących ruchu prawą i lewą ręką. Skonstruowane zostało urządzenie zewnętrzne realizujące polecenia myślowe wykonywania ruchu prawą i lewą ręką.

EN

A method of implementing the intentions of the user based on EEG signals was developed in order to control the device by means of thought activities. According to this method, the sources of these signals on the cerebral cortex were determined on the basis of the registered EEG signals, and for this purpose the solution of the so-called inverse problem was used. In order to determine the sources of EEG signals with the greatest accuracy, methods for solving the inverse problem were developed and used to select the best algorithm for classifying signals emitted by these sources. Determining the location of signal sources was based on own calculations and as a result the method of minimizing the norm by using the least squares method was chosen to solve the inverse problem, since it was the most effective one in executing the thinking tasks of right and left hand movement due to the short implementation time in which such work takes place in real time. An external device has been constructed that performs the mental commands of right and left hand movement.

Słowa kluczowe

PL

macierz pseudoodwrotna; minimalizacja normy; sterowanie w BCI; równania Maxwella

EN

pseudoinverse matrix; minimizing the norm; control in BCI; Maxwell’s equations

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 59, nr 12
• Strony: 74--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab.

Twórcy

autor

Jagodzińska-Szymańska U.

• PIT-RADWAR S.A., ul. Poligonowa 30, 04-051 Warszawa

autor

Sędek E.

• PIT-RADWAR S.A., ul. Poligonowa 30, 04-051 Warszawa
• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, ul. S. Kaliskiego 7, Bydgoszcz

Bibliografia

• [1] Dąbrowski Mirosław, Laus-Mączyńska Krystyna. 1978. "Metody wyszukiwania i klasyfikacji informacji (Information Retrieval and Classification. Survey of Methods)". WNT.
• [2] Graybill Franklin A., Meyer Carl D., Painter, Richard J. 1966. “Note on the Computation of the Generalized Inverse of a Matrix". SIAM Rev. Vol. 8: 522-524.
• [3] Jagodzińska-Szymańska urszula, Sędek Edward. 2018. "Wireless device control by means of brain signals". Monograph. LAMBERT Academic Publishing (LAP).
• [4] Jagodzińska-Szymańska urszula, Sędek Edward. 2018. "Wireless device control by means of brain signals". Baltic uRSI Symposium (URSI). IEEE.
• [5] Jagodzińska urszula. 2013. “Applying algorithms for inverse solutions in classifying EEG signals (Wykorzystywanie algorytmów do rozwiązywania zagadnień odwrotnych do klasyfikacji sygnałów EEG)". Elektronika Konstrukcje Technologie Zastosowania: 144-147.
• [6] Jagodzińska urszula. 2013. "Rozwiązanie zagadnienia odwrotnego jako klasyfikator sygnałów EEG w inerfejsach mózg-komputer". Konferencja urządzenia i Systemy Radioelektroniczne (UiSR). materiały konferencyjne.
• [7] Kandel Eric R., Schwartz James H. and Jessell Thomas M. 2000. “Principles of neural science". McGraw-Hill Companies, Inc.
• [8] Lawson Charles L., Hanson Richard J. 1995. “Solving Least Squares Problems". Philadelphia SIAM: Classics in Applied Mathematics. Society for Industrial and Applied Mathematics.
• [9] Moore Eliakim H. 1935. “General analysis, Part 1". Mem. American Phil. Soc. 1. Philadelphia.
• [10] Nunez Paul L., Srinivasan Ramesh. 2006. “Electric Fields of the Brain". OXFORD university Press.
• [11] Penrose Roger. 1955. “A general inverse for matrices". Proc. Cambridge Phil. Soc. 51: 406-413.
• [12] Pozar David M. 2014. “Microwave Engineering". John Wiley. USA.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).