Conocimiento Bóveda 3/73 - G.TEC BCI & Neurotecnología Escuela de Primavera 2024 - Día 8
Análisis fuera de línea de datos EEG con g.BSanalyze
Danut Irimia, g.tec medical engineering GmbH (RO)
<Imagen del Resumen >

Gráfico de Conceptos & Resumen usando Claude 3 Opus | Chat GPT4 | Llama 3:

graph LR classDef offline fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef preprocess fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef analysis fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef classification fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef results fill:#f9d4f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef p300 fill:#d4f9f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef additional fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef summary fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px A["Danut Irimia"] --> B["Análisis fuera de línea conjunto de datos RecoverX
GPS Analyze. 1"] B --> C["Filtrar 8-30Hz, dividir
ensayos izquierda/derecha. 2"] C --> D["Cargar C3/C4, derivación de fuente
re-referencia. 3"] B --> E["Comparar referencia/acción C3
derecha C4 izquierda. 4"] E --> F["ERD C3/derecha C4/izquierda
desincronización post-disparador. 5"] F --> G["Mapas ERD C3/C4
dominios de tiempo y frecuencia. 6"] B --> H["Filtros CSP fase de retroalimentación
mapas de calor C3/C4. 7"] H --> I["Filtrar espacialmente CSP,
reducir canales de características. 8"] I --> J["Varianza segmentos de 1s,
normalizar, transformar log10. 9"] B --> K["Matriz de características 500-8000ms,
entrenar clasificador LDA. 10"] K --> L["Errores de validación cruzada 10x10,
re-entrenar clasificador. 11"] K --> M["Aplicar clasificador, etiquetar
ensayos, mapear resultados. 12"] B --> N["Graficar precisión >90%
6.5s post-disparador. 13"] B --> O["Visualizar montaje de electrodos 3D
disposición espacial. 14"] B --> P["Graficar activación CSP
clústeres C3/C4 3D. 15"] P --> Q["Exportar imágenes CSP-en-cerebro
alta resolución publicaciones. 16"] A --> R["Cargar conjunto de datos P300
ensayos objetivo no-objetivo. 17"] R --> S["Visualizar ERP P300
corrección de línea base estadísticas. 18"] S --> T["Medir amplitudes N100 P300
latencias significancia estadística. 19"] A --> U["Características adicionales: AR, varianza,
potencia, correlación cruzada. 20"] A --> V["Marcar cortar artefacto
ensayos datos limpios. 21"] A --> W["Dividir datos crudos en
épocas de análisis de igual longitud. 22"] W --> X["Seleccionar épocas de interés,
comparar subconjuntos de datos. 23"] A --> Y["Preguntas del público: gráficos ERP
significancia estadística. 24"] Y --> Z["P<0.01 oscuro, p<0.05 claro
azul/gris pos/neg. 25"] A --> AA["Pasos GUI registrados MATLAB
código automatización de scripts. 26"] AA --> AB["Procesamiento por lotes archivos cambiar
sujeto/sesión script. 27"] A --> AC["Gracias Danut demostración detallada RecoverX
GPS Analyze. 28"] AC --> AD["Destacar registro de código MATLAB
análisis de replicación. 29"] A --> AE["Resumen: completo BCI motor
recorrido procesamiento de imágenes. 30"] class B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q offline class R,S,T p300 class U,V,W,X additional class Y,Z,AA,AB,AC,AD summary class AE summary

Resumen:

1.- Danut Irimia demuestra el análisis fuera de línea del conjunto de datos RecoverX usando el software GPS Analyze, comenzando por cargar los datos EEG crudos.

2.- Los datos se filtran usando un filtro Butterworth de paso de banda de 8-30 Hz, excluyendo el último canal. Luego, los datos se dividen en ensayos izquierda/derecha.

3.- Las posiciones de los electrodos C3 y C4 se cargan usando un montaje predefinido. Se realiza una re-referencia de derivación de fuente en estos canales.

4.- El análisis espectral compara intervalos de referencia y acción para C3 (ensayos derechos) y C4 (ensayos izquierdos), mostrando claras diferencias entre los espectros.

5.- Se calcula la desincronización relacionada con eventos (ERD) para C3/derecha y C4/izquierda, mostrando desincronización en el intervalo de acción post-disparador.

6.- Se generan mapas ERD para C3 y C4, visualizando la desincronización en los dominios de tiempo y frecuencia para los ensayos izquierda y derecha.

7.- Se calculan los Filtros de Patrones Espaciales Comunes (CSP) usando una ventana de 2 segundos durante la fase de retroalimentación, resultando en mapas de calor alrededor de C3/C4.

8.- El conjunto de datos se filtra espacialmente usando los dos primeros y los dos últimos filtros CSP, reduciéndolo a cuatro canales de características.

9.- Se calcula la varianza en segmentos de 1 segundo con un solapamiento de 996ms, reemplazando todos los canales. Luego, los datos se normalizan y se transforman en log10.

10.- Se crea una matriz de características usando pasos de 500ms desde 500-8000ms post-disparador. Se entrena y guarda un clasificador LDA.

11.- Se realiza una validación cruzada 10x10 para estimar las tasas de error. El clasificador se re-entrena con todos los datos y se guarda.

12.- El clasificador entrenado se aplica a todo el conjunto de datos para etiquetar cada ensayo. Los resultados de la clasificación se mapean para su visualización.

13.- Se grafica la precisión a lo largo del tiempo, mostrando una precisión >90% a los 6.5 segundos post-disparador para este conjunto de datos.

14.- El montaje de electrodos se visualiza en una vista interactiva 3D para comprender mejor la disposición espacial.

15.- Los resultados de CSP se grafican en el modelo de cabeza 3D, mostrando claramente los clústeres de activación bajo los electrodos C3 y C4.

16.- Se pueden exportar imágenes de alta resolución de la visualización CSP-en-cerebro para su uso en publicaciones.

17.- Se carga un conjunto de datos P300 para demostrar el análisis ERP. Los datos contienen ensayos objetivo y no-objetivo.

18.- El ERP P300 se visualiza usando corrección de línea base y comparación estadística entre ensayos objetivo y no-objetivo.

19.- Se miden las amplitudes y latencias pico de los componentes P300 y N100. La significancia estadística se indica mediante codificación de colores.

20.- Las características adicionales en GPS Analyze incluyen extracción de parámetros (coeficientes AR, varianza, potencia de banda, etc.), correlación cruzada y más.

21.- Los ensayos de artefactos pueden marcarse manualmente y luego cortarse del conjunto de datos para limpiar los datos.

22.- Los datos crudos pueden dividirse en épocas de igual longitud para el análisis incluso en ausencia de marcadores de eventos.

23.- Se pueden seleccionar épocas específicas de interés para un análisis enfocado. GPS Analyze facilita la comparación de subconjuntos de datos.

24.- Se toman preguntas del público. Las pequeñas áreas verdes/azules en los gráficos ERP indican la significancia estadística de las diferencias objetivo/no-objetivo.

25.- Los valores p menores a 0.01 (altamente significativos) son azul oscuro/gris, mientras que p<0.05 es azul claro/gris, para diferencias positivas y negativas respectivamente.

26.- Se observa que todos los pasos de procesamiento demostrados en la GUI se registran como código MATLAB para scripting y automatización.

27.- Esto permite el procesamiento por lotes de múltiples archivos simplemente cambiando el número de sujeto/sesión en el script.

28.- Se agradece a Danut por la demostración detallada de la tubería de procesamiento de datos RecoverX en GPS Analyze.

29.- Se destaca la ventana de comandos MATLAB registrando cada paso como código como una característica útil para replicar el análisis.

30.- En resumen, la conferencia proporcionó un recorrido completo del procesamiento de un conjunto de datos de imaginación motora BCI usando GPS Analyze, desde los datos crudos hasta los resultados.

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