Sistema de Submissão de Resumos, I Encontro de Iniciação Científica - 2011 (ENCERRADO)

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Sistema de reconhecimento da onda P300 para identificação de comandos cerebrais
Francisco Javier Ropero Peláez, Carlos Fellip Rabadan Braga

Última alteração: 2011-09-11

Resumo


Introdução e objetivos: O objetivo do trabalho é realizar um sistema de reconhecimento de comandos mentais utilizando um eletroencefalograma (EEG), permitindo que pacientes com limitações de comunicação possam transmitir suas necessidades para seus cuidadores. Numa tela situada o sistema apresenta imagens (alimentos, bebida, medicamento, família etc.) enquanto o paciente olha para elas. O sistema baseia-se na onda P300 que aparece no EEG quando o objeto pensado surge inesperadamente no campo visual. Foram desenvolvidos: a) Um sistema de reconhecimento da P300 mediante redes neurais. b) Rotinas apresentadoras de imagens com intervalos de tempo precisos.  A integração dos componentes de hardware e software do sistema será realizada num futuro projeto. 

Metodologia: A filtragem dos dados e o reconhecimento da P300 foram realizados utilizando-se as redes neurais Perpectron Multicamada (PM) e Linear Vector Quantization (LVQ) respectivamente. O teste do desempenho da rede foi realizado com os registros de EEG de 8 voluntários que poderiam utilizar 1(Pz), 2(Pz,Oz) ou 4(Fz, Cz, Pz, Oz) eletrodos.  De cada voluntário foram obtidos 1500 registros (750 com P300 e 750 sem). Os dados foram pré-processados realizando-se a média de vários registros de EEG obtidos perante a mesma imagem. A rede LVQ foi alimentada com 150 médias (100 para treinar a rede e 50 para testa-lá).

 As rotinas apresentadoras de estímulos mostravam 6 ou 8 imagens em intervalos de tempo de 100, 300, 500 ou 600ms. Foi feito um questionário sobre qual foi o menor intervalo que permitiu o discernimento de todas as imagens.

Resultados: A rede PM usada para filtrar os sinais não ultrapassou o desempenho dos filtros de hardware utilizados convencionalmente (passa baixa e passa alta).

Ao alimentar a LVQ com as médias dos registros, a percentagem de acertos foi: 90% utilizando 1 eletrodo e médias de 5 registros, 99% com 2 eletrodos e médias de 5 registros, e 99,92% com 4 eletrodos e médias de 3 registros. O tempo votado como melhor para apresentar cada imagem foi de 300ms.

Conclusão: A LVQ teve um alto desempenho quando alimentada por 4 eletrodos e com média de 3 registros, reduzindo o custo computacional em comparação com sistemas similares. A rotina apresentadora de estímulos funcionou corretamente. Futuramente será adicionado um dispositivo para sincronizar o início da apresentação dos estímulos com a aquisição de dados pelo EEG.