تبحث عن المساعدة؟
ابحث في قاعدة المعرفة الخاصة بنا عن إجابات
بحث...
هل يقوم EmotivPRO بإزالة الشوائب تلقائيًا من البيانات الناتجة عن التخطيط الكهربائي للدماغ؟
القطع الأثرية
عند استخدام سماعات EEG، قد تتداخل بعض الإشارات مع قياسات موجات الدماغ. تُعرف هذه الإشارات غير المرغوب فيها بـ "القطع الأثرية"، وتأتي في نوعين رئيسيين:
القطع الأثرية الداخلية: تتسبب بها الإشارات البيولوجية الطبيعية التي تنشأ من جسمك، مثل:
نشاط عضلات الوجه والرقبة والفك: الابتسام، شد الأسنان، العبوس، الرمش، الغمزة، المضغ، التحدث، تحريك الرأس (عضلات الرقبة). كل مجموعة عضلية تقع أقرب إلى بعض المستشعرات EEG وأبعد بكثير عن أخرى، لذلك يتم اكتشاف الإشارة في كل موقع بشكل مختلف، مما يجعل إزالة القطع الأثرية أكثر صعوبة. في الواقع، تستخدم Emotivطرق معالجة الإشارات والتعلم الآلي لفك تشابك توزيع إشارات العضلات لاستنتاج أي المجموعات تعمل، ومن ثم التعرف على تعبيرات وجهك!
النشاط البصري: لكل من مقلتي عينيك تركيز عالٍ من الأعصاب عبر السطح الخلفي (الشبكية، الأعصاب البصرية) ولا يوجد أعصاب تقريبًا عبر السطح الأمامي. في الواقع، تعمل عينك كقطب كهربائي كبير مع عدم توازن الشحنة الكهربائية من الأمام إلى الخلف. عندما تدور عيناك في محجريهما، يتغير اتجاه الحقل الكهربائي للإشارة إلى المكان الذي تنظر إليه، ويتم اكتشاف هذا كتغير في الجهد البيولوجي الخلفي الذي يختلف اتجاهه بالنسبة لكل مستشعر EEG - مما يعني أنه ليس إشارة مشتركة عبر المستشعرات. يتم توليد القطع الأثرية الإضافية بواسطة العضلات التي تتحكم في دوران العين.
الإشارات القلبية: قلبك هو مصدر كبير لإشارات العضلات الخام التي يمكن أحيانًا اكتشافها مباشرة بواسطة بعض أو كل قنوات EEG، بالطريقة نفسها التي يتم بها تسجيل تخطيط القلب الكهربائي. قد يُلاحظ أحيانًا مجمعات P-Q-R-S-T بشكل مباشر في بعض قنوات EEG. ونوع آخر من القطع الأثرية القلبية تنشأ من الأوعية الدموية الكبيرة التي تتوسع وتتقلص عندما يضخ القلب الدم عبر الشرايين. الجدران الشريانية عضلية وتولد إشارات ثانوية أثناء التوسع والتقلص متزامنة مع ضربات قلبنا. أخيرًا، إذا وضعت مستشعرًا بجانب شريان كبير، فقد يتحرك المستشعر ميكانيكيًا بسبب تغير شكل وحجم الوعاء، مما يؤدي إلى حركات دورية للمستشعر عبر سطح الجلد التي يمكن أن تغير مقاومة الاتصال وتسبب فولتات زائفة على نمط دوري.
تخلق هذه الأفعال إشارات عضلية وبصرية وإشارات بيولوجية أخرى يمكن أن تختلط ببيانات موجات الدماغ. عادة ما تكون هذه الإشارات البيولوجية أكبر بكثير من إشارات الدماغ، مما يجعل اكتشاف نشاط الدماغ صعبًا ما لم يتم تنفيذ شكل من أشكال التصفية والفصل عن المصدر.
القطع الأثرية الداخلية تقع في فئات محددة ويمكن التنبؤ بها وهناك العديد من أدوات المعالجة التي يمكن تطبيقها لإزالتها بشكل انتقائي. الطريقة الأكثر شيوعًا هي تحليل المكونات المستقلة (ICA، المتوفرة في العديد من المكتبات مثل EEGLab وNME وغيرها)، وطرق إعادة بناء الفضاء تحت القطع الأثرية (ASR، rASR، الأكثر كفاءة من ICA). تعتمد هذه النماذج على كسر إشارة السلسلة الزمنية إلى مكونات مختلفة، ثم إعادة تجميع الإشارة من مجموعة فرعية من هذه المكونات التي لا ترتبط بأنواع مختلفة من القطع الأثرية.
يتم تسليم بيانات EEG عبر Emotiv إلى جهاز الكمبيوتر المضيف في أنظف شكل ممكن، ولكن دون إزالة القطع الأثرية البيولوجية الداخلية التي قد تكون مهتمة للمستخدمين المختلفين، مما يعزز القدرة على إزالة فئات معروفة من القطع الأثرية الداخلية لأن إشاراتها لا يتم تشويهها بواسطة التصفية على الجهاز.
القطع الأثرية الخارجية: تأتي من مصادر خارجية، مثل:
انزلاق المستشعرات، أو تحرك السماعة على رأسك أو التعرض لضربة
الحقول الكهربائية المشعة من الأجهزة، والحواسيب والمعدات الأخرى، والمحولات والأسلاك الكهربائية، خاصة عند تردد خط الطاقة الكهربائية (50/60 هرتز) ومضاعفات هذه الترددات. غالبًا ما يكون ضجيج خط الطاقة هو أقوى مصدر للقطع الأثرية في إشارات EEG.
تستخدم جميع أنظمة EEG الحديثة محولات الإشارات من التناظرية إلى الرقمية التي تعمل بتردد أخذ عينات ثابت. من الظواهر المعروفة مع أخذ العينات الرقمية هي تداخل الإشارات، والتي تحدث عندما تواجه نظام أخذ العينات إشارة تحتوي على مكونات تردد أعلى من 50% من تردد أخذ العينات (تردد نيكويست). على سبيل المثال، عند أخذ العينات بسرعة 128Hz، فإن تردد نيكويست هو 64Hz، فقط أعلى من تردد خط الطاقة 60Hz. ومع ذلك فإن التوافقيات ب60Hz: [120Hz، 180Hz، 240Hz، …] "تلتف" حول تردد نيكويست وتظهر كإشارات مزيفة أو "متداخلة" عند 8Hz و24Hz و16Hz وهكذا لأن النظام الرقمي يقوم بأخذ عينات جزء من كل دورة ثانية، ثالثة، رابعة... لهذه الإشارات عالية التردد. تكون التوافقيات العالية للإشعاع في خط الطاقة موجودة لأن التيارات والحقول المشعة في أنظمة الطاقة نادراً ما تكون مثالية مثل الأمواج الجيبية. عادةً ما تكون هناك قوة إشعاعية كبيرة يمكن اكتشافها تصل إلى نحو العاشر من التوافقيات. هذه الإشارات المتداخلة العالية التردد لا يمكن تمييزها عن التذبذبات الحقيقية عند الترددات المنخفضة ضمن النطاق المعتاد من إشارات الدماغ، لذا يجب إزالتها من الإشارة الواردة قبل تقديمها لنظام أخذ العينات.
الحقول الكهربائية الساكنة من الأجسام المشحونة والأشخاص بالقرب: يمكن أن يؤدي تراكم الشحنة الكهروستاتيكية إلى فروق جهد تصل إلى آلاف الفولتات بينك وبين الأشخاص الآخرين والأجسام المحيطة. على سبيل المثال، جسم مشحون إيجابياً سوف يجذب الشحنات السلبية في جسمك ورأسك نحو ذلك الجسم، وتبعد الشحنات السلبية، مما يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ لإمكانات الجسم تحت المستشعرات EEG المختلفة. تستخدم أجهزة Emotiv جهاز استشعار مركزي (AC-coupled sensing) مع نقطة مرجعية واحدة لفصل توزيع الشحن الساكن غير المتساوي بمقدار كبير. ومع ذلك إذا تحركت أنت أو أي من هذه المصادر المشحونة، فإن الشحنة تتحرك حول جسمك مسببة تغيرًا في الجهد، قد يكون سريعًا بما يكفي لنقله عبر المرشحات.
يمكن أن تتغير إمكانياتك الكهروستاتيكية ببطء أو بشكل فوري إذا قمت بشحن أو تفريغ نفسك بسرعة، مثل المشي على السجاد أو لمس الأجسام المعدنية، ربما توليد شرارة. يمكن أن تتغير إمكانيات جسمك بعشرات الآلاف من الفولتات في لحظة، بضع ثوانٍ، أو لفترات أطول. يمكن أن تؤدي هذه التغيرات إلى إغراق دوائر إلغاء الجهد في أجهزة EEG القابلة للارتداء، مما يؤدي إلى ارتفاع ظاهري هائل واستعادة أبطأ في إشارات EEG.
يمكن حماية أنظمة EEG المخبرية من العديد من هذه القطع الأثرية، على سبيل المثال عن طريق تقييد حركة الموضوع، وإحاطة المختبر بالحماية الكهربائية، وربط السلك الأرضي بالموضوع لمنع تراكم الشحنة الكهروستاتيكية، واتباع تردد أخذ عينات عالي جدًا وهكذا.
أنظمة EEG اللاسلكية القابلة للارتداء التي تعمل بالبطاريات لا يمكن الاعتماد على هذه التدابير لذلك يجب استخدامها بمدى من الاستراتيجيات التخفيفية. يجب أن تتوازن معدل نقل البيانات مع عمر البطارية، لأن أجهزة الإرسال اللاسلكية تستهلك الطاقة.
تقليل التداخل
تم تصميم سماعات EEG لتقليل الضوضاء غير المرغوب فيها. معظم مصادر الضوضاء الغريبة مثل الكهرباء الساكنة والتداخل الكهرومغناطيسي (على سبيل المثال، ضوضاء 50/60 هرتز والتوافقيات من خطوط الطاقة) تظهر كضوضاء الوضع الشائع، حيث تتذبذب الإمكانات الأساسية للجسم بشكل مماثل تقريبًا عبر جميع المستشعرات.
تستخدم أجهزة Emotiv مستشعر مرجعي بنقطة واحدة (CMS) لقياس إمكانات الجسم، إلى جانب نظام إلغاء نشط في المجال التناظري (يتم عكس إشارة CMS وتغذيتها مرة أخرى إلى مستشعر DRL لإلغاء تذبذبات الوضع الشائع واستنباط مستوى مرجعي EEG منخفض الضوضاء لمكبرات التفاضلية. التصفية التناظرية العالية التمرير (التوصيل AC العالي) والتصفية التناظرية المنخفضة التمرير (تصفية مضادة للتداخل)، والتجاوز الكبير عند 2048Hz، يليها التصفية الرقمية دون تردد Nyquist و50/60Hz التصفية المتكررة للنتيجة وخفض العينات حتى تردد نقل البيانات (128 أو 256Hz) في المجال الرقمي في DSP المعالجة في السماعات قبل النقل. هذه التدابير تخفف معظم مصادر الضوضاء الغريبة إلى مستويات غير قابلة للكشف عندما يكون السماعة مُرشحة بشكل صحيح وتكون مقاومة التلامس منخفضة.
يتم تقليل القطع الأثرية الحركية بتصميمنا الميكانيكي الذي يدعم كل مستشعر بشكل مستقل ويتكيف مع حجم وشكل كل مستخدم.
كيف تتعامل EmotivPRO مع البيانات
يتم تسجيل بيانات EEG في EmotivPRO بالضبط كما يتم استلامها من السماعة. لا يقوم البرنامج بإزالة القطع الأثرية تلقائيًا من حركات العضلات أو العين لأن تقنيات تنظيف البيانات (مثل ICA) تعمل بشكل أفضل على البيانات الخام وغير التصفية. ومع ذلك، كما هو موضح أعلاه، تطبق سماعات Emotiv معالجة إشارات مصممة بعناية مما يساعد على إنتاج إشارات نظيفة عندما يكون للسماعة اتصال جيد، مما يجعل بيانات موجات الدماغ أسهل في التحليل.
هل كانت هذه المقالة مفيدة؟
المقالة ذات الصلة
هل لا تجد ما تحتاجه؟
فريق الدعم لدينا على بُعد نقرة واحدة.
تبحث عن المساعدة؟
بحث...
قاعدة المعرفة
هل يقوم EmotivPRO بإزالة الشوائب تلقائيًا من البيانات الناتجة عن التخطيط الكهربائي للدماغ؟
القطع الأثرية
عند استخدام سماعات EEG، قد تتداخل بعض الإشارات مع قياسات موجات الدماغ. تُعرف هذه الإشارات غير المرغوب فيها بـ "القطع الأثرية"، وتأتي في نوعين رئيسيين:
القطع الأثرية الداخلية: تتسبب بها الإشارات البيولوجية الطبيعية التي تنشأ من جسمك، مثل:
نشاط عضلات الوجه والرقبة والفك: الابتسام، شد الأسنان، العبوس، الرمش، الغمزة، المضغ، التحدث، تحريك الرأس (عضلات الرقبة). كل مجموعة عضلية تقع أقرب إلى بعض المستشعرات EEG وأبعد بكثير عن أخرى، لذلك يتم اكتشاف الإشارة في كل موقع بشكل مختلف، مما يجعل إزالة القطع الأثرية أكثر صعوبة. في الواقع، تستخدم Emotivطرق معالجة الإشارات والتعلم الآلي لفك تشابك توزيع إشارات العضلات لاستنتاج أي المجموعات تعمل، ومن ثم التعرف على تعبيرات وجهك!
النشاط البصري: لكل من مقلتي عينيك تركيز عالٍ من الأعصاب عبر السطح الخلفي (الشبكية، الأعصاب البصرية) ولا يوجد أعصاب تقريبًا عبر السطح الأمامي. في الواقع، تعمل عينك كقطب كهربائي كبير مع عدم توازن الشحنة الكهربائية من الأمام إلى الخلف. عندما تدور عيناك في محجريهما، يتغير اتجاه الحقل الكهربائي للإشارة إلى المكان الذي تنظر إليه، ويتم اكتشاف هذا كتغير في الجهد البيولوجي الخلفي الذي يختلف اتجاهه بالنسبة لكل مستشعر EEG - مما يعني أنه ليس إشارة مشتركة عبر المستشعرات. يتم توليد القطع الأثرية الإضافية بواسطة العضلات التي تتحكم في دوران العين.
الإشارات القلبية: قلبك هو مصدر كبير لإشارات العضلات الخام التي يمكن أحيانًا اكتشافها مباشرة بواسطة بعض أو كل قنوات EEG، بالطريقة نفسها التي يتم بها تسجيل تخطيط القلب الكهربائي. قد يُلاحظ أحيانًا مجمعات P-Q-R-S-T بشكل مباشر في بعض قنوات EEG. ونوع آخر من القطع الأثرية القلبية تنشأ من الأوعية الدموية الكبيرة التي تتوسع وتتقلص عندما يضخ القلب الدم عبر الشرايين. الجدران الشريانية عضلية وتولد إشارات ثانوية أثناء التوسع والتقلص متزامنة مع ضربات قلبنا. أخيرًا، إذا وضعت مستشعرًا بجانب شريان كبير، فقد يتحرك المستشعر ميكانيكيًا بسبب تغير شكل وحجم الوعاء، مما يؤدي إلى حركات دورية للمستشعر عبر سطح الجلد التي يمكن أن تغير مقاومة الاتصال وتسبب فولتات زائفة على نمط دوري.
تخلق هذه الأفعال إشارات عضلية وبصرية وإشارات بيولوجية أخرى يمكن أن تختلط ببيانات موجات الدماغ. عادة ما تكون هذه الإشارات البيولوجية أكبر بكثير من إشارات الدماغ، مما يجعل اكتشاف نشاط الدماغ صعبًا ما لم يتم تنفيذ شكل من أشكال التصفية والفصل عن المصدر.
القطع الأثرية الداخلية تقع في فئات محددة ويمكن التنبؤ بها وهناك العديد من أدوات المعالجة التي يمكن تطبيقها لإزالتها بشكل انتقائي. الطريقة الأكثر شيوعًا هي تحليل المكونات المستقلة (ICA، المتوفرة في العديد من المكتبات مثل EEGLab وNME وغيرها)، وطرق إعادة بناء الفضاء تحت القطع الأثرية (ASR، rASR، الأكثر كفاءة من ICA). تعتمد هذه النماذج على كسر إشارة السلسلة الزمنية إلى مكونات مختلفة، ثم إعادة تجميع الإشارة من مجموعة فرعية من هذه المكونات التي لا ترتبط بأنواع مختلفة من القطع الأثرية.
يتم تسليم بيانات EEG عبر Emotiv إلى جهاز الكمبيوتر المضيف في أنظف شكل ممكن، ولكن دون إزالة القطع الأثرية البيولوجية الداخلية التي قد تكون مهتمة للمستخدمين المختلفين، مما يعزز القدرة على إزالة فئات معروفة من القطع الأثرية الداخلية لأن إشاراتها لا يتم تشويهها بواسطة التصفية على الجهاز.
القطع الأثرية الخارجية: تأتي من مصادر خارجية، مثل:
انزلاق المستشعرات، أو تحرك السماعة على رأسك أو التعرض لضربة
الحقول الكهربائية المشعة من الأجهزة، والحواسيب والمعدات الأخرى، والمحولات والأسلاك الكهربائية، خاصة عند تردد خط الطاقة الكهربائية (50/60 هرتز) ومضاعفات هذه الترددات. غالبًا ما يكون ضجيج خط الطاقة هو أقوى مصدر للقطع الأثرية في إشارات EEG.
تستخدم جميع أنظمة EEG الحديثة محولات الإشارات من التناظرية إلى الرقمية التي تعمل بتردد أخذ عينات ثابت. من الظواهر المعروفة مع أخذ العينات الرقمية هي تداخل الإشارات، والتي تحدث عندما تواجه نظام أخذ العينات إشارة تحتوي على مكونات تردد أعلى من 50% من تردد أخذ العينات (تردد نيكويست). على سبيل المثال، عند أخذ العينات بسرعة 128Hz، فإن تردد نيكويست هو 64Hz، فقط أعلى من تردد خط الطاقة 60Hz. ومع ذلك فإن التوافقيات ب60Hz: [120Hz، 180Hz، 240Hz، …] "تلتف" حول تردد نيكويست وتظهر كإشارات مزيفة أو "متداخلة" عند 8Hz و24Hz و16Hz وهكذا لأن النظام الرقمي يقوم بأخذ عينات جزء من كل دورة ثانية، ثالثة، رابعة... لهذه الإشارات عالية التردد. تكون التوافقيات العالية للإشعاع في خط الطاقة موجودة لأن التيارات والحقول المشعة في أنظمة الطاقة نادراً ما تكون مثالية مثل الأمواج الجيبية. عادةً ما تكون هناك قوة إشعاعية كبيرة يمكن اكتشافها تصل إلى نحو العاشر من التوافقيات. هذه الإشارات المتداخلة العالية التردد لا يمكن تمييزها عن التذبذبات الحقيقية عند الترددات المنخفضة ضمن النطاق المعتاد من إشارات الدماغ، لذا يجب إزالتها من الإشارة الواردة قبل تقديمها لنظام أخذ العينات.
الحقول الكهربائية الساكنة من الأجسام المشحونة والأشخاص بالقرب: يمكن أن يؤدي تراكم الشحنة الكهروستاتيكية إلى فروق جهد تصل إلى آلاف الفولتات بينك وبين الأشخاص الآخرين والأجسام المحيطة. على سبيل المثال، جسم مشحون إيجابياً سوف يجذب الشحنات السلبية في جسمك ورأسك نحو ذلك الجسم، وتبعد الشحنات السلبية، مما يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ لإمكانات الجسم تحت المستشعرات EEG المختلفة. تستخدم أجهزة Emotiv جهاز استشعار مركزي (AC-coupled sensing) مع نقطة مرجعية واحدة لفصل توزيع الشحن الساكن غير المتساوي بمقدار كبير. ومع ذلك إذا تحركت أنت أو أي من هذه المصادر المشحونة، فإن الشحنة تتحرك حول جسمك مسببة تغيرًا في الجهد، قد يكون سريعًا بما يكفي لنقله عبر المرشحات.
يمكن أن تتغير إمكانياتك الكهروستاتيكية ببطء أو بشكل فوري إذا قمت بشحن أو تفريغ نفسك بسرعة، مثل المشي على السجاد أو لمس الأجسام المعدنية، ربما توليد شرارة. يمكن أن تتغير إمكانيات جسمك بعشرات الآلاف من الفولتات في لحظة، بضع ثوانٍ، أو لفترات أطول. يمكن أن تؤدي هذه التغيرات إلى إغراق دوائر إلغاء الجهد في أجهزة EEG القابلة للارتداء، مما يؤدي إلى ارتفاع ظاهري هائل واستعادة أبطأ في إشارات EEG.
يمكن حماية أنظمة EEG المخبرية من العديد من هذه القطع الأثرية، على سبيل المثال عن طريق تقييد حركة الموضوع، وإحاطة المختبر بالحماية الكهربائية، وربط السلك الأرضي بالموضوع لمنع تراكم الشحنة الكهروستاتيكية، واتباع تردد أخذ عينات عالي جدًا وهكذا.
أنظمة EEG اللاسلكية القابلة للارتداء التي تعمل بالبطاريات لا يمكن الاعتماد على هذه التدابير لذلك يجب استخدامها بمدى من الاستراتيجيات التخفيفية. يجب أن تتوازن معدل نقل البيانات مع عمر البطارية، لأن أجهزة الإرسال اللاسلكية تستهلك الطاقة.
تقليل التداخل
تم تصميم سماعات EEG لتقليل الضوضاء غير المرغوب فيها. معظم مصادر الضوضاء الغريبة مثل الكهرباء الساكنة والتداخل الكهرومغناطيسي (على سبيل المثال، ضوضاء 50/60 هرتز والتوافقيات من خطوط الطاقة) تظهر كضوضاء الوضع الشائع، حيث تتذبذب الإمكانات الأساسية للجسم بشكل مماثل تقريبًا عبر جميع المستشعرات.
تستخدم أجهزة Emotiv مستشعر مرجعي بنقطة واحدة (CMS) لقياس إمكانات الجسم، إلى جانب نظام إلغاء نشط في المجال التناظري (يتم عكس إشارة CMS وتغذيتها مرة أخرى إلى مستشعر DRL لإلغاء تذبذبات الوضع الشائع واستنباط مستوى مرجعي EEG منخفض الضوضاء لمكبرات التفاضلية. التصفية التناظرية العالية التمرير (التوصيل AC العالي) والتصفية التناظرية المنخفضة التمرير (تصفية مضادة للتداخل)، والتجاوز الكبير عند 2048Hz، يليها التصفية الرقمية دون تردد Nyquist و50/60Hz التصفية المتكررة للنتيجة وخفض العينات حتى تردد نقل البيانات (128 أو 256Hz) في المجال الرقمي في DSP المعالجة في السماعات قبل النقل. هذه التدابير تخفف معظم مصادر الضوضاء الغريبة إلى مستويات غير قابلة للكشف عندما يكون السماعة مُرشحة بشكل صحيح وتكون مقاومة التلامس منخفضة.
يتم تقليل القطع الأثرية الحركية بتصميمنا الميكانيكي الذي يدعم كل مستشعر بشكل مستقل ويتكيف مع حجم وشكل كل مستخدم.
كيف تتعامل EmotivPRO مع البيانات
يتم تسجيل بيانات EEG في EmotivPRO بالضبط كما يتم استلامها من السماعة. لا يقوم البرنامج بإزالة القطع الأثرية تلقائيًا من حركات العضلات أو العين لأن تقنيات تنظيف البيانات (مثل ICA) تعمل بشكل أفضل على البيانات الخام وغير التصفية. ومع ذلك، كما هو موضح أعلاه، تطبق سماعات Emotiv معالجة إشارات مصممة بعناية مما يساعد على إنتاج إشارات نظيفة عندما يكون للسماعة اتصال جيد، مما يجعل بيانات موجات الدماغ أسهل في التحليل.
هل كانت هذه المقالة مفيدة؟
المقالة ذات الصلة
هل لا تجد ما تحتاجه؟
فريق الدعم لدينا على بُعد نقرة واحدة.
تبحث عن المساعدة؟
بحث...
قاعدة المعرفة
هل يقوم EmotivPRO بإزالة الشوائب تلقائيًا من البيانات الناتجة عن التخطيط الكهربائي للدماغ؟
القطع الأثرية
عند استخدام سماعات EEG، قد تتداخل بعض الإشارات مع قياسات موجات الدماغ. تُعرف هذه الإشارات غير المرغوب فيها بـ "القطع الأثرية"، وتأتي في نوعين رئيسيين:
القطع الأثرية الداخلية: تتسبب بها الإشارات البيولوجية الطبيعية التي تنشأ من جسمك، مثل:
نشاط عضلات الوجه والرقبة والفك: الابتسام، شد الأسنان، العبوس، الرمش، الغمزة، المضغ، التحدث، تحريك الرأس (عضلات الرقبة). كل مجموعة عضلية تقع أقرب إلى بعض المستشعرات EEG وأبعد بكثير عن أخرى، لذلك يتم اكتشاف الإشارة في كل موقع بشكل مختلف، مما يجعل إزالة القطع الأثرية أكثر صعوبة. في الواقع، تستخدم Emotivطرق معالجة الإشارات والتعلم الآلي لفك تشابك توزيع إشارات العضلات لاستنتاج أي المجموعات تعمل، ومن ثم التعرف على تعبيرات وجهك!
النشاط البصري: لكل من مقلتي عينيك تركيز عالٍ من الأعصاب عبر السطح الخلفي (الشبكية، الأعصاب البصرية) ولا يوجد أعصاب تقريبًا عبر السطح الأمامي. في الواقع، تعمل عينك كقطب كهربائي كبير مع عدم توازن الشحنة الكهربائية من الأمام إلى الخلف. عندما تدور عيناك في محجريهما، يتغير اتجاه الحقل الكهربائي للإشارة إلى المكان الذي تنظر إليه، ويتم اكتشاف هذا كتغير في الجهد البيولوجي الخلفي الذي يختلف اتجاهه بالنسبة لكل مستشعر EEG - مما يعني أنه ليس إشارة مشتركة عبر المستشعرات. يتم توليد القطع الأثرية الإضافية بواسطة العضلات التي تتحكم في دوران العين.
الإشارات القلبية: قلبك هو مصدر كبير لإشارات العضلات الخام التي يمكن أحيانًا اكتشافها مباشرة بواسطة بعض أو كل قنوات EEG، بالطريقة نفسها التي يتم بها تسجيل تخطيط القلب الكهربائي. قد يُلاحظ أحيانًا مجمعات P-Q-R-S-T بشكل مباشر في بعض قنوات EEG. ونوع آخر من القطع الأثرية القلبية تنشأ من الأوعية الدموية الكبيرة التي تتوسع وتتقلص عندما يضخ القلب الدم عبر الشرايين. الجدران الشريانية عضلية وتولد إشارات ثانوية أثناء التوسع والتقلص متزامنة مع ضربات قلبنا. أخيرًا، إذا وضعت مستشعرًا بجانب شريان كبير، فقد يتحرك المستشعر ميكانيكيًا بسبب تغير شكل وحجم الوعاء، مما يؤدي إلى حركات دورية للمستشعر عبر سطح الجلد التي يمكن أن تغير مقاومة الاتصال وتسبب فولتات زائفة على نمط دوري.
تخلق هذه الأفعال إشارات عضلية وبصرية وإشارات بيولوجية أخرى يمكن أن تختلط ببيانات موجات الدماغ. عادة ما تكون هذه الإشارات البيولوجية أكبر بكثير من إشارات الدماغ، مما يجعل اكتشاف نشاط الدماغ صعبًا ما لم يتم تنفيذ شكل من أشكال التصفية والفصل عن المصدر.
القطع الأثرية الداخلية تقع في فئات محددة ويمكن التنبؤ بها وهناك العديد من أدوات المعالجة التي يمكن تطبيقها لإزالتها بشكل انتقائي. الطريقة الأكثر شيوعًا هي تحليل المكونات المستقلة (ICA، المتوفرة في العديد من المكتبات مثل EEGLab وNME وغيرها)، وطرق إعادة بناء الفضاء تحت القطع الأثرية (ASR، rASR، الأكثر كفاءة من ICA). تعتمد هذه النماذج على كسر إشارة السلسلة الزمنية إلى مكونات مختلفة، ثم إعادة تجميع الإشارة من مجموعة فرعية من هذه المكونات التي لا ترتبط بأنواع مختلفة من القطع الأثرية.
يتم تسليم بيانات EEG عبر Emotiv إلى جهاز الكمبيوتر المضيف في أنظف شكل ممكن، ولكن دون إزالة القطع الأثرية البيولوجية الداخلية التي قد تكون مهتمة للمستخدمين المختلفين، مما يعزز القدرة على إزالة فئات معروفة من القطع الأثرية الداخلية لأن إشاراتها لا يتم تشويهها بواسطة التصفية على الجهاز.
القطع الأثرية الخارجية: تأتي من مصادر خارجية، مثل:
انزلاق المستشعرات، أو تحرك السماعة على رأسك أو التعرض لضربة
الحقول الكهربائية المشعة من الأجهزة، والحواسيب والمعدات الأخرى، والمحولات والأسلاك الكهربائية، خاصة عند تردد خط الطاقة الكهربائية (50/60 هرتز) ومضاعفات هذه الترددات. غالبًا ما يكون ضجيج خط الطاقة هو أقوى مصدر للقطع الأثرية في إشارات EEG.
تستخدم جميع أنظمة EEG الحديثة محولات الإشارات من التناظرية إلى الرقمية التي تعمل بتردد أخذ عينات ثابت. من الظواهر المعروفة مع أخذ العينات الرقمية هي تداخل الإشارات، والتي تحدث عندما تواجه نظام أخذ العينات إشارة تحتوي على مكونات تردد أعلى من 50% من تردد أخذ العينات (تردد نيكويست). على سبيل المثال، عند أخذ العينات بسرعة 128Hz، فإن تردد نيكويست هو 64Hz، فقط أعلى من تردد خط الطاقة 60Hz. ومع ذلك فإن التوافقيات ب60Hz: [120Hz، 180Hz، 240Hz، …] "تلتف" حول تردد نيكويست وتظهر كإشارات مزيفة أو "متداخلة" عند 8Hz و24Hz و16Hz وهكذا لأن النظام الرقمي يقوم بأخذ عينات جزء من كل دورة ثانية، ثالثة، رابعة... لهذه الإشارات عالية التردد. تكون التوافقيات العالية للإشعاع في خط الطاقة موجودة لأن التيارات والحقول المشعة في أنظمة الطاقة نادراً ما تكون مثالية مثل الأمواج الجيبية. عادةً ما تكون هناك قوة إشعاعية كبيرة يمكن اكتشافها تصل إلى نحو العاشر من التوافقيات. هذه الإشارات المتداخلة العالية التردد لا يمكن تمييزها عن التذبذبات الحقيقية عند الترددات المنخفضة ضمن النطاق المعتاد من إشارات الدماغ، لذا يجب إزالتها من الإشارة الواردة قبل تقديمها لنظام أخذ العينات.
الحقول الكهربائية الساكنة من الأجسام المشحونة والأشخاص بالقرب: يمكن أن يؤدي تراكم الشحنة الكهروستاتيكية إلى فروق جهد تصل إلى آلاف الفولتات بينك وبين الأشخاص الآخرين والأجسام المحيطة. على سبيل المثال، جسم مشحون إيجابياً سوف يجذب الشحنات السلبية في جسمك ورأسك نحو ذلك الجسم، وتبعد الشحنات السلبية، مما يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ لإمكانات الجسم تحت المستشعرات EEG المختلفة. تستخدم أجهزة Emotiv جهاز استشعار مركزي (AC-coupled sensing) مع نقطة مرجعية واحدة لفصل توزيع الشحن الساكن غير المتساوي بمقدار كبير. ومع ذلك إذا تحركت أنت أو أي من هذه المصادر المشحونة، فإن الشحنة تتحرك حول جسمك مسببة تغيرًا في الجهد، قد يكون سريعًا بما يكفي لنقله عبر المرشحات.
يمكن أن تتغير إمكانياتك الكهروستاتيكية ببطء أو بشكل فوري إذا قمت بشحن أو تفريغ نفسك بسرعة، مثل المشي على السجاد أو لمس الأجسام المعدنية، ربما توليد شرارة. يمكن أن تتغير إمكانيات جسمك بعشرات الآلاف من الفولتات في لحظة، بضع ثوانٍ، أو لفترات أطول. يمكن أن تؤدي هذه التغيرات إلى إغراق دوائر إلغاء الجهد في أجهزة EEG القابلة للارتداء، مما يؤدي إلى ارتفاع ظاهري هائل واستعادة أبطأ في إشارات EEG.
يمكن حماية أنظمة EEG المخبرية من العديد من هذه القطع الأثرية، على سبيل المثال عن طريق تقييد حركة الموضوع، وإحاطة المختبر بالحماية الكهربائية، وربط السلك الأرضي بالموضوع لمنع تراكم الشحنة الكهروستاتيكية، واتباع تردد أخذ عينات عالي جدًا وهكذا.
أنظمة EEG اللاسلكية القابلة للارتداء التي تعمل بالبطاريات لا يمكن الاعتماد على هذه التدابير لذلك يجب استخدامها بمدى من الاستراتيجيات التخفيفية. يجب أن تتوازن معدل نقل البيانات مع عمر البطارية، لأن أجهزة الإرسال اللاسلكية تستهلك الطاقة.
تقليل التداخل
تم تصميم سماعات EEG لتقليل الضوضاء غير المرغوب فيها. معظم مصادر الضوضاء الغريبة مثل الكهرباء الساكنة والتداخل الكهرومغناطيسي (على سبيل المثال، ضوضاء 50/60 هرتز والتوافقيات من خطوط الطاقة) تظهر كضوضاء الوضع الشائع، حيث تتذبذب الإمكانات الأساسية للجسم بشكل مماثل تقريبًا عبر جميع المستشعرات.
تستخدم أجهزة Emotiv مستشعر مرجعي بنقطة واحدة (CMS) لقياس إمكانات الجسم، إلى جانب نظام إلغاء نشط في المجال التناظري (يتم عكس إشارة CMS وتغذيتها مرة أخرى إلى مستشعر DRL لإلغاء تذبذبات الوضع الشائع واستنباط مستوى مرجعي EEG منخفض الضوضاء لمكبرات التفاضلية. التصفية التناظرية العالية التمرير (التوصيل AC العالي) والتصفية التناظرية المنخفضة التمرير (تصفية مضادة للتداخل)، والتجاوز الكبير عند 2048Hz، يليها التصفية الرقمية دون تردد Nyquist و50/60Hz التصفية المتكررة للنتيجة وخفض العينات حتى تردد نقل البيانات (128 أو 256Hz) في المجال الرقمي في DSP المعالجة في السماعات قبل النقل. هذه التدابير تخفف معظم مصادر الضوضاء الغريبة إلى مستويات غير قابلة للكشف عندما يكون السماعة مُرشحة بشكل صحيح وتكون مقاومة التلامس منخفضة.
يتم تقليل القطع الأثرية الحركية بتصميمنا الميكانيكي الذي يدعم كل مستشعر بشكل مستقل ويتكيف مع حجم وشكل كل مستخدم.
كيف تتعامل EmotivPRO مع البيانات
يتم تسجيل بيانات EEG في EmotivPRO بالضبط كما يتم استلامها من السماعة. لا يقوم البرنامج بإزالة القطع الأثرية تلقائيًا من حركات العضلات أو العين لأن تقنيات تنظيف البيانات (مثل ICA) تعمل بشكل أفضل على البيانات الخام وغير التصفية. ومع ذلك، كما هو موضح أعلاه، تطبق سماعات Emotiv معالجة إشارات مصممة بعناية مما يساعد على إنتاج إشارات نظيفة عندما يكون للسماعة اتصال جيد، مما يجعل بيانات موجات الدماغ أسهل في التحليل.
هل كانت هذه المقالة مفيدة؟
المقالة ذات الصلة
هل لا تجد ما تحتاجه؟
فريق الدعم لدينا على بُعد نقرة واحدة.