Classificação de sinais eletroencefalográficos utilizando Transformada Wavelet Discreta e Máquina de Vetores de Suporte: uma aplicação na diferenciação entre crises epilépticas e crises não epilépticas psicogênicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Kauê Reis dos
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Comum do Brasil - Deposita
Texto Completo: https://deposita.ibict.br/handle/deposita/41
Resumo: O presente trabalho aborda o estudo e aplicação da Transformada Wavelet Discreta (DWT) em conjunto com o classificador do tipo Máquina de Vetores de Suporte (SVM) na diferenciação entre crises epilépticas e crises não epilépticas psicogênicas (CNEP). Um banco de dados com exames de eletroencefalograma (EEG) contendo crises epilépticas e crises não epilépticas psicogênicas foi coletado na Unidade de Videoeletroencefalografia do Instituto de Psiquiatria do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (IPq-HCFMUSP). No processamento do sinal EEG, foi utilizada a Transformada Wavelet Discreta (DWT) baseada nas famílias Coiflet 1 e Daubechies 4 e a extração direta do sinal (sem usar DWT). A partir desses processamentos, foram gerados vetores de características para o treinamento e avaliação do classificador SVM. Na análise do desempenho do classificador, foram realizados testes modificando-se o número de vetores de características para o treinamento do classificador, a origem do vetor de características (Coiflet 1, Daubechies 4 e extração direta) e o tipo de kernel (Linear, Polinomial, Função de Base Radial - RBF - e Sigmoide). Como resultado, no caso do emprego de janelas de 1 segundo no processamento do sinal EEG, o classificador foi capaz de atingir uma taxa de acerto (acurácia) de até 100% usando o kernel Linear e as famílias Coiflet 1 e Daubechies 4. No caso da utilização do tempo total de cada crise, o classificador obteve uma taxa de acerto de até 100% nos quatro tipo de kernel usando a família Coiflet 1. Desse modo, com base nos vetores de características utilizados, foi possível concluir que o classificador SVM é eficiente e o seu uso é viável na diferenciação entre crise epiléptica e CNEP.
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Um banco de dados com exames de eletroencefalograma (EEG) contendo crises epilépticas e crises não epilépticas psicogênicas foi coletado na Unidade de Videoeletroencefalografia do Instituto de Psiquiatria do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (IPq-HCFMUSP). No processamento do sinal EEG, foi utilizada a Transformada Wavelet Discreta (DWT) baseada nas famílias Coiflet 1 e Daubechies 4 e a extração direta do sinal (sem usar DWT). A partir desses processamentos, foram gerados vetores de características para o treinamento e avaliação do classificador SVM. Na análise do desempenho do classificador, foram realizados testes modificando-se o número de vetores de características para o treinamento do classificador, a origem do vetor de características (Coiflet 1, Daubechies 4 e extração direta) e o tipo de kernel (Linear, Polinomial, Função de Base Radial - RBF - e Sigmoide). Como resultado, no caso do emprego de janelas de 1 segundo no processamento do sinal EEG, o classificador foi capaz de atingir uma taxa de acerto (acurácia) de até 100% usando o kernel Linear e as famílias Coiflet 1 e Daubechies 4. No caso da utilização do tempo total de cada crise, o classificador obteve uma taxa de acerto de até 100% nos quatro tipo de kernel usando a família Coiflet 1. Desse modo, com base nos vetores de características utilizados, foi possível concluir que o classificador SVM é eficiente e o seu uso é viável na diferenciação entre crise epiléptica e CNEP.The present work deals with the study and application of the Discrete Wavelet Transform (DWT) in conjunction with the Supporting Vector Machine (SVM) classifier in the differentiation between epileptic seizures and psychogenic non-epileptic seizures (PNES). A database with electroencephalogram (EEG) tests containing epileptic seizures and psychogenic non-epileptic seizures was collected at the Videoelectroencephalography Unit of the Institute of Psychiatry of the Hospital das Clínicas of the Medical School of the University of São Paulo (IPq-HCFMUSP). In the EEG signal processing, the Wavelet Discrete Transform (DWT) based on the Coiflet 1 and Daubechies 4 families and the direct signal extraction (without DWT) were used. From these processing, characteristic vectors were generated for the training and evaluation of the SVM classifier. In the analysis of the performance of the classifier, tests were performed by modifying the number of characteristics vectors for the classifier training, the origin of the characteristic vector (Coiflet 1, Daubechies 4 and direct extraction) and the kernel type (Linear, Polynomial , Radial Base Function - RBF - and Sigmoid). As a result, in the case of the use of 1-second windows in the EEG signal processing, the classifier was able to achieve a hit rate (accuracy) of up to 100% using the Linear kernel and the Coiflet 1 and Daubechies 4 families. In the case of the use of the total time of each crisis, the classifier obtained a hit rate of up to 100% in the four kernel types using the Coiflet 1 family. Thus, based on the feature vectors used, it was possible to conclude that the classifier SVM is efficient and its use is feasible in the differentiation between epileptic seizures and PNES.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia São Paulo (IFSP)Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia São Paulo (IFSP)BrasilMestrado Profissional em Automação e Controle de Processoshttp://lattes.cnpq.br/1449845625874153Pires, Ricardohttp://lattes.cnpq.br/7621984053230170Pires, Ricardohttp://lattes.cnpq.br/7621984053230170Costa, Eduardo Alves dahttp://lattes.cnpq.br/0062274949550708Souza, Maria Sigride Thome dehttp://lattes.cnpq.br/4265021017020044Santos, Kauê Reis dos2019-06-17T15:52:16Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://deposita.ibict.br/handle/deposita/41porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Comum do Brasil - Depositainstname:Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia (IBICT)instacron:IBICT2019-06-18T08:00:08Zoai:https://deposita.ibict.br:deposita/41Repositório ComumPUBhttp://deposita.ibict.br/oai/requestdeposita@ibict.bropendoar:46582019-06-18T08:00:08Repositório Comum do Brasil - Deposita - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia (IBICT)false
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