Research Article

El Sıkma Hareketinin İşlevsel Yakın Kızılaltı Spektroskopisi ve Elektromiyografi Sinyalleri Kullanılarak Sınıflandırılması

Volume: 14 Number: 1 March 23, 2023
TR EN

El Sıkma Hareketinin İşlevsel Yakın Kızılaltı Spektroskopisi ve Elektromiyografi Sinyalleri Kullanılarak Sınıflandırılması

Öz

El hareketinin sınıflandırılması, özellikle inme rahatsızlığı geçiren kişilerde nörorehabilitasyon amaçlı beyin bilgisayar arayüzü (BBA) modellerinin geliştirilmesinde büyük önem arz etmektedir. Ancak, el hareketi odaklı BBA modellerinin geliştirilmesinde kullanılan kas ve beyin aktivitesi ölçüm modalitelerinin tek başlarına kullanılmasında, nörolojik adaptasyon ve bazı hasta gruplarının nöromusküler hastalık barındırması gibi çeşitli problemler bulunmaktadır. Bu çalışmada bir kavrama kuvveti görevi aracılığı ile gerçekleştirilen el hareketinin sonucu elde edilen işlevsel yakın kızılaltı spektroskopisi (iYKAS) ve elektromiyografi (EMG) sinyalleri kullanılarak el hareketinin sınıflandırılması gerçekleştirilmiştir. Bu sinyallerden çıkartılan öznitelikler, L1 norm tabanlı bir destek vektör makinesi (DVM) ile seçildikten sonra, K-en yakın komşuluk, doğrusal ve radyal temelli DVM, Gradyan Artırma, Adaboost, Naive Bayes, Doğrusal Diskriminant, Kuadratik Diskriminant ve Lojistik regresyon sınıflandırıcılarına verilmiştir. Sınıflandırıcıların başarımı, bir katılımcıyı dışarıda bırak (leave-one-subject-out) çapraz geçerliliği uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Sınıflandırıcılar arasında en yüksek doğruluk yüzdesi, iYKAS ve EMG odaklı özniteliklerden faydalanılarak, Doğrusal Diskriminant metodu ile %84 olarak bulunmuştur. Sonuçlarımız bize işlevsel yakın kızılaltı spektroskopisi ve elektromiyografi verilerinin el hareketinin sınıflandırılmasında kullanılabileceğini ve bunun BBA sistemlerine de entegre edilebileceğini ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

References

  1. [1] L. F. Nicolas-Alonso and J. Gomez-Gil, "Brain computer interfaces, a review," Sensors (Basel), vol. 12, no. 2, pp. 1211-79, 2012, doi: 10.3390/s120201211.
  2. [2] J. J. Shih, D. J. Krusienski, and J. R. Wolpaw, "Brain-computer interfaces in medicine," Mayo Clinic proceedings, vol. 87, no. 3, pp. 268-79, Mar 2012, doi: 10.1016/j.mayocp.2011.12.008.
  3. [3] C. L. Pulliam, S. R. Stanslaski, and T. J. Denison, "Industrial perspectives on brain-computer interface technology," Handb Clin Neurol, vol. 168, pp. 341-352, 2020, doi: 10.1016/B978-0-444-63934-9.00025-1.
  4. [4] J. Kogel, J. R. Schmid, R. J. Jox, and O. Friedrich, "Using brain-computer interfaces: a scoping review of studies employing social research methods," BMC Med Ethics, vol. 20, no. 1, p. 18, Mar 7 2019, doi: 10.1186/s12910-019-0354-1.
  5. [5] R. Carabalona, P. Castiglioni, and F. Gramatica, "Brain-computer interfaces and neurorehabilitation," Studies in health technology and informatics, vol. 145, pp. 160-76, 2009. [Online]. Available: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19592793 https://ebooks.iospress.nl/publication/12265.
  6. [6] S. Sreedharan, R. Sitaram, J. S. Paul, and C. Kesavadas, "Brain-computer interfaces for neurorehabilitation," Critical reviews in biomedical engineering, vol. 41, no. 3, pp. 269-79, 2013, doi: 10.1615/critrevbiomedeng.2014010697.
  7. [7] M. J. Young, D. J. Lin, and L. R. Hochberg, "Brain-Computer Interfaces in Neurorecovery and Neurorehabilitation," Semin Neurol, vol. 41, no. 2, pp. 206-216, Apr 2021, doi: 10.1055/s-0041-1725137.
  8. [8] R. Sitaram et al., "FMRI brain-computer interface: a tool for neuroscientific research and treatment," Comput Intell Neurosci, p. 25487, 2007, doi: 10.1155/2007/25487.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

-

Journal Section

Research Article

Publication Date

March 23, 2023

Submission Date

December 1, 2022

Acceptance Date

January 16, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 14 Number: 1

IEEE
[1]A. Eken, “El Sıkma Hareketinin İşlevsel Yakın Kızılaltı Spektroskopisi ve Elektromiyografi Sinyalleri Kullanılarak Sınıflandırılması”, DUJE, vol. 14, no. 1, pp. 35–46, Mar. 2023, doi: 10.24012/dumf.1212691.