EEG ANALYSER ∗ agyhullám mérő és kiértékelő szoftver

Az EEG Analyser az izoláltszervi mérőszoftver agyhullámok mérésére és kiértékelésére specializált 8 csatornás változata kísérleti és kutató laboratóriumok számára.



Csatorna Setup

A program indítás után a teljes 8 csatornás konfigurációval jelentkezik be oly módon, hogy a csatornák mindegyike automatikusan EEG jeltípusra van beállítva. A csatornák típusa alaphelyzetben EEG, azonban lehetőség van vérnyomás (Blood Pressure) és hőmérséklet (Temperature) típus meghatározására is.
Az egyes jeltípusok mértékegysége és származtatott értékei a következők:
A csatornák az elérhető jeltípusokkal szabadon konfigurálhatóak.
Minden egyes csatornához egy szabadon kitölthető mező (Info) is tartozik, amelybe célszerűen az Electrode Location információ kerülhet.
A felhasznált elektróda típusát (Electrode Type) az Experiment panelen lehet megadni. Mivel a rendszer alapértelmezésben EEG csatorna-konfigurációval jelentkezik be, így a kalibrációt követően azonnal indulhat is a mérés.

Szűrők: A Setup panelen található két, Butterworth karakterisztikájú, csatornánként állítható szűrő is, nevezetesen egy felülvágó (HC filter) valamint egy alulvágó szűrő (LC filter). Mindkét szűrő 30 dB/oktáv (100 dB/dekád) meredekségig állítható, 6 dB/oktáv lépésközzel. A felülvágó szűrő frekvenciája 1 Hz - 100 Hz, az alulvágó szűrőjé 1 Hz - 3 Hz tartományban hangolható.


Időzített felvétel

A normál manuális felvételezési mód mellett lehetőség van időzített, ciklikus felvétel indítására az időzítési paraméterek és a kívánt blokk szám meghatározásával, melyek beállítása után a RECORD gomb lenyomásával kezdeményezett felvétel a beállított időzítő paraméterek alapján elkészített, több blokkból álló felvételsorozat lesz.

A sorozat elkészítése után a felvételezés automatikusan leáll. A rendszer mindazonáltal továbbra is mérési módban marad, így bármikor újabb időzített ill. manuálisan meghatározott felvételi szakasz indítható.
Futó időzített felvétel alatt lehetőség van az időzítő kikapcsolására, mely esetben a felvétel leállítása a felhasználó feladata lesz. Időzített felvételezés alatt ezen felül természetesen mód van a felvétel azonnali, felhasználói szintű leállítására is. Az időzítő lehetőséget biztosít arra is, hogy megszakítsuk a blokk-felvételi ciklusokat oly módon, hogy az utolsó - éppen futó - blokk felvételét még befejezi a rendszer és utána automatikusan leállítja a felvételezést.

Az időzítőt manuálisan már elindított felvételezés folyamata alatt is aktiválni lehet, ill. futó felvételezés alatt szabadon ki/bekapcsolható, a bekapcsolás utáni első blokk kezdőidejét, valamint az ismétlési ciklusok számításának kezdetét azonban mindig a Timer gomb lenyomásának pillanata jelenti.

A felvételi időzítés alapértelmezett értéke 60 sec, az ismétlési számé pedig 3. Az értékek változtatásával egyidejűleg a beállított teljes felvételi hossz kijelzése is dinamikusan frissítésre kerül. Nulla ismétlési szám beállítása esetén 1 blokk hosszúságú szakasz felvételezése történik.


EEG Analízis

Mérés betöltése után a következő analízis funkciók állnak rendelkezésre: Min/Max keresés:
Min/Max módok: Non-Periodic, Periodic.

Integrálás:
Kijelölt szakasz görbe alatti terület számítása. Az elérhető integrálási módok: abszolút, pozitív, negatív és normál.

Spektrum analízis (FFT)
Kijelölt görbeszakaszon Power Spectrum és Magnitude meghatározása Fourier analízis segítségével. Az analízis végeredménye grafikus formában (2D és 3D spectrum gráf) megjelenítésre kerül, emellett a kiszámított spektrum-adatok táblázatba kerülnek. A spektrum analízis mód kiválasztása az Analysis menü alatt lehetséges.



Spektrum analízis használata

Szakasz kijelölése:
Az analízis végrehajtható két kurzorral manuálisan szabadon kijelölt szakaszra ill. a kiválasztott teljes rekordra is. A két kijelölési típus közötti váltást az FFT menücsoport alatt található Auto Range kapcsolóval lehet megtenni. Míg kurzoros szakaszkijelölés esetén 2 kurzor áll rendelkezésre, addig rekord kijelölés esetén csupán 1, mivel ez utóbbi esetben csak a kívánt rekordot kell kiválasztani. A felhasználó az aktuálisan rendelkezésre álló kurzorok száma alapján ezen felül egyértelmű visszajelzést is kap arról, melyik analízis típusban van éppen.

Analízis végrehajtása:
A kiértékelendő szakasz meghatározása után mindössze annyi a teendő, hogy megnyitjuk az analízis táblát. Ekkor a rendszer elvégzi a szakaszra az FFT analízist, majd grafikonokon ábrázolja a végeredményt. Ezután lehetőség van a spektrum, valamint a frekvenciasávok szerint számított értékek táblázatba helyezésére egy gombbal.


A táblázatba helyezett görbeszakasz adatfelbontása a spektrum analízisre kijelölt szakasz hosszától és a mintavételi frekvenciától (vagyis a kijelölt adatpontok mennyiségétől) függ. Ennek elvi maximuma az FFT blokkhatára, ami jelen esetben 2^15 adatpontot jelent. A mindenkori maximális felbontás ezek alapján: Res_Hz = SR/(2^15). Mivel ez a felbontás feleslegesen nagy mennyiségű adatot jelentene, ezért a táblázatba helyezendő adatok esetében ez 0,1 Hz-re van korlátozva.


Spektrum görbe elemzése

Frekvenciasávok:
Az elemzés során a feldolgozott spektrum adatok frekvenciasávokra bontott összegzése történik.
E sávok alapértelmezett (default) értékei a következők:
∗ Delta     =  0,1 Hz ..  3,0 Hz
∗ Theta     =  3,0 Hz ..  8,0 Hz
∗ Alpha     =  8,0 Hz .. 12,0 Hz
∗ Low Beta  = 12,0 Hz .. 15,0 Hz
∗ Mid.Beta  = 15,0 Hz .. 18,0 Hz
∗ High Beta = 18,0 Hz .. 30,0 Hz
∗ Gamma     = 30,0 Hz .. 44,0 Hz
Sávok módosítása:
Az alapértelmezett sávok felhasználói szintű menedzselését a Brainwaves panel biztosítja a következő lehetőségekkel:
A módosított értékek a már feldolgozott görbét és táblázat adatokat nem érintik, ezeknek csak a következő spektrum analízisre lesz hatásuk. A 2D gráfon azonban az itt meghatározott sávok megjelenése azonnal frissítésre kerül. A módosítások környezeti változóként kerülnek elmentésre, és következő programindításkor automatikusan betöltésre kerülnek.

3D spektrum:
Az alap 2 dimenziós spektrum gráfon kívül kiszámításra és megjelenítésre kerül a feldolgozott görbe 3 dimenziós spektrumja is. Ez a 3D spektrum ábrázolja a frekvenciaeloszlás időbeli változásait.



Adattáblák

A spektrum analízis panel két táblázatból áll. Az egyik a spektrum és magnitúdó értékeket, a másik pedig a frekvenciasávokra bontott abszolút és relatív (százalékos) értékeket tartalmazza.

Spektrum táblázat:
A Data lapon került elhelyezésre a kiértékelt görbe spektrumadatait tároló táblázat. Az analízis során nyert görbeadatokat a táblázatba helyezve mindig a legelső (header) adatsor tartalmazza a spektrumra vonatkozó fő információkat, ezután következnek a görbe tényleges adatsorai. A hozzáadásra kerülő adatsorok száma a Frequency Range aktuális értékétől függ, azaz mindig a spektrum gráfon megjelenített görbeszakasz lesz táblázatba helyezve.


Brainwaves táblázat:
Ez tartalmazza a sávokra bontott spektrum-szakaszok összegzését. A táblázat kiosztása dinamikus, ami azt jelenti, hogy az aktuálisan definiált frekvenciasávok függvényében változik az adatoszlopok száma, elnevezése és jelentése. A táblázatban először a valós értékeket tartalmazó oszlopok foglalnak helyet, majd ezután következnek ezek százalékos értékei (a totalhoz számítva).
Adatgyűjtés során a tábla nem engedélyezi a vegyes struktúrájú adatok egymásra halmozását, vagyis amennyiben adatgyűjtés során bármilyen változtatás történik a frekvenciasávokban, a táblázat letiltja az újabb adatok hozzáadását mindaddig, amíg a már összegyűjtött adatok törlésre nem kerülnek.

A táblázat szabadon tartalmazhat Power és Magnitude értékeket is. Azt, hogy az aktuális adatsor e kettő közül melyik, a Memo mezőbe automatikusan beíródó azonosító jelzi. A táblázatba mindig azon spektrumadatok kerülnek, amelyek éppen megjelenítve vannak a gráfon. Ezeket tehát - a megjelenítéssel együtt - a Power/Magnitude kapcsolóval lehet meghatározni.


Spike analízis

Spike analízis két kurzorral manuálisan kijelölt szakaszra kezdeményezhető. A tartomány kijelölésén túl ebben az analízis módban rendelkezésre áll 1 vízszintes kurzor (Level), amellyel az amplitúdó szintet lehet meghatározni; csak az ezt meghaladó spike-ok kerülnek detektálásra. Ez a kurzor beállítható pozitív és negatív tartományba is; előbbi esetben a pozitív spike-ok, utóbbiban a negatív spike-ok feldolgozását végzi el a rendszer. A detektált spike-okat a szoftver a kijelzőn felmarkerezi, ekkor lehetőség van a találatok vizuális ellenőrzésére, törlésére. A találatok jóváhagyása után az adatok a táblázatba töltődnek.

Spike intervallum detektálás
A kijelölt szakaszon a vízszintes kurzorral meghatározott szintet elérő spike-ok közötti intervallumok meghatározása. Az intervallumok mellett táblázatba kerül még az egyes tüskék időpozíciója, valamint amplitúdóértéke is. Az adatok a Spikes táblába kerülnek (listaszerűen feltöltve az adatsorokat).


Átlagérték számítás
Az Average táblázatba kerülnek az egyes intervallumok alapján kiszámított átlagértékek, valamint az ehhez kapcsolódó adatok.


Adat export
A táblázatok adatait CSV formátumban exportálni lehet. (Több lapból álló táblázatok esetén az export mindig az aktuálisan belapozott táblázatra vonatkozik.) A táblázat oszlopai - néhány, alapinformációt tartalmazó oszlop kivételével - kizárhatók az exportból. Ezen felül a 2D és 3D gráfokat képként (JPEG formátum) lehet elmenteni.
Korábban exportált adatsorok visszatölthetőek a táblázatba (a feltétel az, hogy az oszlopstruktúra megegyezzen az éppen használatban lévővel).