Araştırma Makalesi

Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti

Cilt: 12 Sayı: 4 1 Aralık 2022
PDF İndir
EN TR

Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti

Öz

Şizofreninin (SZ) erken tanısı hastaların daha etkili tedavi görmelerine olanak sağlayarak, yaşam kalitelerini artırır. Ancak, hastalığın karmaşık ve heterojen bulguları erken klinik tanıları sekteye uğratmaktadır. Bu bağlamda elektroansefalogram (EEG), olası SZ için alternatif bir tanı aracı olarak kullanılmaktadır. EEG tekniğinin yüksek temporal çözünürlük sunmasından dolayı, bilişsel ve davranışsal süreçlerin kortikal aktivitelere yansımaları başarılı bir şekilde irdelenebilir. Bu çalışmada, EEG işaretlerinin permütasyon entropi (PE) tabanlı karmaşıklık analizi ile SZ anomalilerin sınıflandırılması ve değerlendirilmesi amaçlanmıştır. PE analizleri, SZ semptomları sergileyen 45 adölesan birey ile 39 sağlıklı katılımcıdan alınan EEG kayıtları üzerinde uygulanmıştır. Özellik çıkarımı için delta, teta, alfa, beta ve gama dalgaları olmak üzere tüm alt bantların PE değerleri hesaplanmıştır. Sınıflandırıcı model olarak ise çok katmanlı perseptron sinir ağları (MLPNN) kullanılmıştır. Sınıflandırma işlemi her bir elektrot için ayrı bir şekilde yürütülmüştür. Böylelikle, SZ tespitinde etkin kanallar belirlenmiş ve bu kanallara ilişkin kapsamlı istatistiksel analizler uygulanmıştır. Bulgular, SZ tespitinin P4 ve T6 elektrot konumlarından etkin bir şekilde yapılabileceğini göstermiştir. Sınıflandırma doğrulukları P4 ve T6 kanalları için sırasıyla %87.2 ve %86.8 olarak elde edilmiştir. Ayrıca, PE dağılımlarının istatistiksel sonuçları, gama aktiviteleri için SZ hastalarında karmaşık nörodavranışsal özelliklerin önemli ölçüde azaldığını göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Bandt C, Pompe B, 2002. Permutation Entropy: A Natural Complexity Measure for Time Series. Physical Review Letters, 88(17), 4. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.174102
  2. Barros C, Silva CA, Pinheiro AP, 2021. Advanced EEG-based learning approaches to predict schizophrenia: Promises and pitfalls. Artificial Intelligence in Medicine, 114(December 2020), 102039. https://doi.org/10.1016/j.artmed.2021.102039
  3. Biagetti G, Crippa P, Falaschetti L, LuzziS, Turchetti C, 2021. Classification of Alzheimer’s disease from EEG signal using robust-PCA feature extraction. Procedia Computer Science, 192(2019), 3114–3122. https://doi.org/10.1016/j.procs.2021.09.084
  4. Boostani R, Sabeti M, 2018. Optimising brain map for the diagnosis of Schizophrenia. International Journal of Biomedical Engineering and Technology, 28(2), 105–119. https://doi.org/10.1504/IJBET.2018.094728
  5. Boostani R, Sadatnezhad K, Sabeti M, 2009. An efficient classifier to diagnose of schizophrenia based on the EEG signals. Expert Systems with Applications, 36(3 PART 2), 6492–6499. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2008.07.037
  6. Buettner R, Hirschmiller M, Schlosser K, Rossle M, Fernandes M, Timm IJ, 2019. High-performance exclusion of schizophrenia using a novel machine learning method on EEG data. 2019 IEEE International Conference on E-Health Networking, Application and Services, HealthCom 2019, 39–44. https://doi.org/10.1109/HealthCom46333.2019.9009437
  7. Cao Y, Tung W, wen, Gao JB, Protopopescu VA, Hively LM, 2004. Detecting dynamical changes in time series using the permutation entropy. Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics, 70(4), 7. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.70.046217
  8. Das K, Pachori RB, 2021. Schizophrenia detection technique using multivariate iterative filtering and multichannel EEG signals. Biomedical Signal Processing and Control, 67(January), 102525. https://doi.org/10.1016/j.bspc.2021.102525

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Elektrik Mühendisliği

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

1 Aralık 2022

Gönderilme Tarihi

27 Mayıs 2022

Kabul Tarihi

8 Ağustos 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2022 Cilt: 12 Sayı: 4

Kaynak Göster

APA
Polat, H. (2022). Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti. Journal of the Institute of Science and Technology, 12(4), 2085-2096. https://doi.org/10.21597/jist.1122315
AMA
1.Polat H. Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 2022;12(4):2085-2096. doi:10.21597/jist.1122315
Chicago
Polat, Hasan. 2022. “Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti”. Journal of the Institute of Science and Technology 12 (4): 2085-96. https://doi.org/10.21597/jist.1122315.
EndNote
Polat H (01 Aralık 2022) Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti. Journal of the Institute of Science and Technology 12 4 2085–2096.
IEEE
[1]H. Polat, “Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti”, Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der., c. 12, sy 4, ss. 2085–2096, Ara. 2022, doi: 10.21597/jist.1122315.
ISNAD
Polat, Hasan. “Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti”. Journal of the Institute of Science and Technology 12/4 (01 Aralık 2022): 2085-2096. https://doi.org/10.21597/jist.1122315.
JAMA
1.Polat H. Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 2022;12:2085–2096.
MLA
Polat, Hasan. “Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti”. Journal of the Institute of Science and Technology, c. 12, sy 4, Aralık 2022, ss. 2085-96, doi:10.21597/jist.1122315.
Vancouver
1.Hasan Polat. Permütasyon Entropi Tabanlı Karmaşıklık Analizi ile EEG İşaretlerinden Şizofreni Tespiti. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 01 Aralık 2022;12(4):2085-96. doi:10.21597/jist.1122315

Cited By