Описание алгоритма работы Neuzoid 02 черновик/draft

 

Описание алгоритма работы Neuzoid 02 черновик/draft


Алгоритм основан в первую очередь на работе: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3681393/

И ряде похожих работ о связи пневмонии/насыщении крови кислородом и результатов EEG


Исследования проводились на 12 человеках, 1 - перенесший недавно пневмонию, 1 профессиональный спортсмен, фитнес-инструктор, мужчина 30 лет, большинство измерений на авторе (40 лет)  (не перенесшем ничего)


Датчик -  TGAM / Neurosky одноканальный


Сложности, повлиявшие на реализацию алгоритма

  1. Данные по EEG в спектральной плотности мощности (μV2) а датчик возвращает ASIC-значения, которые не приводятся очевидным образом к спектр плотности мощности. ASIC-eeg дает лишь значение спм на окне в 1 секунду (по сути, “в попугаях”). Немного о приведении одного к другому: https://www.mdpi.com/2076-3425/10/6/403/pdf

  2. Нельзя использовать только граничные значения - для некоторых частот (например, LOW BETA) - норма находится в определенном коридоре, при этом только выход из которого не является однозначным фактором.

  3. Датчик возвращает не совсем классические полосы (например, High/Low ALFA, High/Low Beta)

  4. Алгоритм настраивался на 1 человеке, состояние регулировалось методами: бег на 15 км в невысоком темпе (здоровая гипервентиляция), отжимания с недостатком кислорода (с полиэлитеновым мешком на голове), длительные неудобные позы итд

Решения

На выходе алгоритма - эмпирически подобранная скоринговая модель, собранная по факторам ухода значений ASIC-eeg из нормальных для здорового состояния значений

  1. Значения частных скоринговых баллов по каждого параметра вычисляется не по граничному значению, а с помощью настроенных эмпирическим путем параметров сигма-функции. Функция выбрана следующим путем 

 Где 

X - ASIC-eeg

l - level multiplicator -  масштабирование графика к реальным значениям (нормы, здорового человека в нормальном состоянии)
S - сдвиг графика, влияет на скоринговый балл - с какого момента мы начинаем считать скоринговый балл

F - настраиваемая степень “пологости” графика


  1. На основании частрых скоринговых баллов и предыдущего скорингового балла вычисляется общий моментальный скоринговый балл. При этом используются различные окна в которых производится измерение. Таким образом, чем длительнее измерение - тем более адекватный результат можно получить. При этом общий скоринговый балл “эластичен в сторону плохих значений”. Адекватная длительность измерений - более 90 секунд. Хорошие результаты получаются при длительности порядка 300 секунд


Результаты


  1. Алгоритм достаточно хорошо работает для относительных измерений, связанных с образом жизни, перенесенных недавно болезней, возрастными изменениями

  2. Хорошо работает для определения состояний, связанных с длительной работой в неудобных позах, связанных с плохим дыханием, с количеством здоровой физической нагрузки

  3. Алгоритм нечувствителен к проводимости кожи (сделана функция Noize - не дающая проводить измерения при получении нестабильного сигнала)

  4. Не было проведено измерений на людях младше 20 и старше 70 лет.


Разработано пилотное приложение под  OS Android 7 версии и более новых:

https://play.google.com/store/apps/details?id=neuzoid.o2


Ведуться работы по стабилизации приложения и его применений

Comments

Post a Comment