صفحه محصول - مقاله پروژه آشکارسازی تشخیص صرع موجود در سیگنال EEO و EEG به کمک شبکه عصبی

مقاله پروژه آشکارسازی تشخیص صرع موجود در سیگنال EEO و EEG به کمک شبکه عصبی (docx) 48 صفحه

دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 48 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

سمینار کارشناسی ارشد در رشته برق گرایش کنترل کارشناسی ارشد عنوان سمینار : تشخیص بیماری صرع با استفاده از EEG نام دانشجو : استاد سمینار : استاد راهنما سمینار : بهار 95 چکيده : تشنج مهمترین تظاهر بیماری صرع بوده و آنالیز دقیق آن نیز از طریق انجام الکتروآنسفالوگرافی امکان پذیر است. به وسیله آشکار سازی دشارژهای صرعی شکل (امواج سوزنی ) امکان تشخیص بیماری صرع در سیگنال۱ EEG { Electroencephalography } وجود دارد. یک درصد افراد در زندگیشان این بیماری را تجربه می کنند. پیش از این قابلیت تشخیص هوشمندانه امواج سوزنی بررسی شده اما هدف این تحقیق تشخیصی صرع های پتیمالی (غایب) و گراندمال از طریق پردازش سیگنالهای EEG توسط سیستم هوشمند (شبکه عصبی) می باشد. روش کار: در این گزارش توصیفی ازتعداد ۱۰۰ عدد سیگنال EEG مربوط به افراد مختلف در شرایط سلامت، فواصل تشنج و در حین تشنج مربوط به دو نیمکره مغزی استفاده شده است. با استفاده از تکنیک های نرم افزاری نویز ۵۰ هرتزو آرتیفکت2 {artifect} آن حذف شده سپس توسط ترولوژیست این سیگنال ها به سه دسته سالم، تشنجات صرعی پتی مالا (تپیک ۳ هرتز) و گراندمال (در فاز کلونیک با فرکانس ۴ هرتز) به قطعات ۶ ثانیه جداسازی شده است. اطلاعات این سیگنال ها شامل امواج سوزنی - آهسته، پلی اسپایک و پلی شارپ می باشد که استخراج و توسط تکنیک های نرم افزاری شبکه های عصبی به سه دسته سالم، پتی مالی و گراندمال طبقه بندی گردیده است. مقدمه : صرع یک بیماری نرولوژیکی است که میلیون ها نفر را در جهان گرفتار ساخته است و علت آن را نقص در فعالیت الکتریکی سلول های مغزی به دلیل افزایش تحریک پذیری سلول های عصبی می دانند (۱). در نوار مغزی این بیماران الگوهای غیر طبیعی دیده می شود. این وضعیت ممکن است در یک موضع مغز رخ دهد که آن را حملات موضعی می نامند. اگر اثرات حمله در تمام کانال های EEG مشخص باشد به آن حملات فراگیر می گویند. صرع های پتی مال و گرندمال از این نوع می باشد (۲). یکی از ساده ترین راه های غیر تهاجمی تشخیص آن ثبت تغییرات پتانسیل الکتریکی از روی اسکالپ به وسیله دستگاه الکتروآنسفالوگراف با دقت زمانی میلی ثانیه می باشد(۱). به دلیل تغییرات فرکانس سیگنال ها EEG در طول زمان و ماهیت غیر قابل پیش بینی آن (به این معنی که نمی توان تکرار الگوها یا رفتار خاصی را به صورت تناوبی انتظار داشت) باعث شده که سیگنال شرایط غیر ایستا داشته باشد. به این علت پیشنهاد استفاده از آنالیزهای غیرخطی همانند شبکه های عصبی مصنوعی و تبدیل ویولت بسیار مناسب می باشد(۳). اولین بار پرادهن و همکاران از سیگنال های خام EEG به عنوان وروردی شبکه عصبی مصنوعی استفاده کردند(۴). خراسانی از یک شبکه عصبی آدابتیو استفاده کرد که نتایج آن دارای خطای کمتری در آشکاری سازی امواج سوزنی (ناشی از حملات صرع) بود(۵). پتروسین از ویژگی های قوی تری همانند تبدیل ویولت برای آموزش شبکه های عصبی برگشتی استفاده نمود(۶)، سوباسی و همکاران با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و رگرسیون لاجستیک، سیگنال های EEG به دو گروه سالم و صرعی طبقه بندی نمودند(۱). عدیلی و همکاران نیز با استفاده از آنالیز آشوب - ویولت - شبکه های عصبی سیگنال های 1EEG را به دو گروه سالم و صرعی طبقه بندی نمودند(۷). روش های ذکر شده از ۶۰ تا ۹۰ درصد، دقت داشته (۳) و فقط قابلیت آشکارسازی وقوع حمله صرعی (وجود موج سوزنی) را دارا هستند. هدف از انجام این تحقیق نه تنها آشکار سازی حمله صرع بوده بلکه ارائه یک روش هوشمند جهت تشخیص افتراقی حملات صرع های پتی مال و گراندمال می باشد. فهرست مطالب عنوانصفحه فصل اول............................................................................................................................................................................1 1-1-ساختار مغز ............................................................................................................................................................1 1-1-1-مغز از قست های زیر درست شده است .....................................................................................................2 1-2-نیم کرههای مغز ...................................................................................................................................................3 1-2-1-قسمت های مختلف تشکیل دهنده نیمکره ها شامل قسمت های زیر است .....................................3 1-2-2-لوب پیشانی1 Frontal Lobe:...................................................................................................................3 1-2-3-لوب آهیانهای1 Parietal Lobe ...............................................................................................................4 1-2-4-لوبپس‌سری1 Occipital Lobe ............................................................................................................5 1-2-5- لوب گیجگاهی1 Temporal Lobe.......................................................................................................6 1-2-6-لوب حاشیه‌ای1 Marginal Lobe:...........................................................................................................8 1-3-تالاموس ..................................................................................................................................................................8 1-4-گره های عصبی قاعده مغز .................................................................................................................................9 1-5-ساقه مغز .................................................................................................................................................................9 1-6-ساقه مغز از قسمت های زیر تشکیل می شود ............................................................................................10 1-6-1-مغز میانی .......................................................................................................................................................10 1-6-2- پل دماغی ......................................................................................................................................................11 1-6-3-بصل النخاع......................................................................................................................................................11 1-7-مخچه ...................................................................................................................................................................11 1-8-بطن مغز ..............................................................................................................................................................12 1-9-سیستم عصبی ..................................................................................................................................................13 1-9-1-سيستم عصبی مرکزی..................................................................................................................................13 1-9-2-سيستم عصبی خودکار ................................................................................................................................13 1-10-کنترل حرکتي در مغز ...................................................................................................................................13 1-10-1-نیمکره‌های مغز بعضي رفتارها را به‌طور جداگانه تنظيم می‌کنند....................................................13 1-11- الکتروانسفالوگرافی1 Electroencephalography .........................................................................14 1-12-نوار مغزی یا الکتروانسفالوگرافی یا الکترومغزنگاری ................................................................................15 1-13-نحوه گرفتن نوار مغزی....................................................................................................................................16 1-14-الکترودهای ثبت EEG ..............................................................................................................................16 فصل دوم .....................................................................................................................................................................18 فهرست مطالب عنوان صفحه 2-1-دستگاه ثبت EEG .....................................................................................................................................19 2-2-فاصله از پوست سر و تعداد نوسان آنها درثانیه.............................................................................................21 2-3-مغز انسان چند نوع موج تولید می کند ........................................................................................................21 2-3-1- امواج آلفا : .....................................................................................................................................................21 2-3-2-موج دلتا : .......................................................................................................................................................22 2-3-3-موج تتا : ..........................................................................................................................................................22 2-3-4-موج بتا : .........................................................................................................................................................22 2-4-فلسفه امواح : ......................................................................................................................................................23 فصل سوم .......................................................................................................................................................................24 3-1-صرع : ....................................................................................................................................................................25 3-2-حملات : ...............................................................................................................................................................26 فصل چهارم : ................................................................................................................................................................29 4-1-پردازش سیگنال های الکترو آنسفالوگرافی به منظور تشخیص انواع تشنجات صرعی پتی مالی و گراندمال با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی..........................................................................30 4-2-نتایج .....................................................................................................................................................................36 4-3-مزایای این روش شامل: ...................................................................................................................................37 4-4-نتایج :....................................................................................................................................................................38 4-5-نتیجه گیری :.......................................................................................................................................................38 مراجع:..............................................................................................................................................................................39 فهرست جدول‌ها عنوانصفحه جدول 4-1: نتایج خروجی حاصل از شبکه عصبی مصنوعی .............................................................................................36 فهرست شکل‌‌ها عنوانصفحه شکل 1-1 : قسمتهایی از مغز انسان...........................................................................................................................2 شکل 1-2: قسمت های مختلف تشکیل دهنده نیمکره ها ...................................................................................3 شکل 1-3:مخچه .........................................................................................................................................................12 شکل1-4: بطن‌های مغزی خاکستری تیره ............................................................................................................12 شکل1-5: الکتروانسفالوگرافی ...................................................................................................................................14 شکل1-6: نوار مغزی .................................................................................................................................................15 شکل2-1 : تصویری از یک دستگاه الکتروانسفالوگراف تجاری.........................................................................19 شکل 2-2: باطری ها دائم ..........................................................................................................................................20 شکل2-3: موج بتا (ماورا ). ........................................................................................................................................23 شکل3-1: صرع ............................................................................................................................................................25 فصل اول : مقدمه 1-1-ساختار مغز: مَغْز یکی از حسّاس‌ترین و پیچیده‌ترین اعضای بدن در همه مهره داران و بیشتر بی‌مهرگان است که در برخی گونه‌ها ۲ درصد از وزن بدن جان‌دار را تشکیل می‌دهد. در انسان تا بیش از ۳۰ درصد (انرژی) روزانه را مصرف می‌کند و بیشتر انرژی خود را از کربوهیدرات ها (گلوکز خون) جذب می‌کند و این سوخت را سریع می‌سوزاند حتّی زمانی که شخص در خواب است، مغز بیشتر از هر عضوی از بدن اکسیژن مصرف می‌کند. به نارسایی مغزی اسکم مغزی می‌گویند. مغز شامل نیمکره های مخ ،مخچه و ساقه مغز است. بیشتر حجم مغز را نیمکره های مخ تشکیل می دهند. نیمکره های مخ باعث میشوند تا انسان بتواند فکر کند و حرف بزند و مسائل را حل کنند.نیمکره چپ فعالیت های نیمه راست بدن و نیمکره راست فعالیت های نیمه چپ بدن را کنترل میکند. مغز در استخوان جمجمه است و ازلحاظ تقسیم‌بندی به بخش‌هایی تقسيم می‌شود که نام آن‌ها تابع استخوانی است که آن‌ها در مجاورش هستند و هرکدام از اين بخش‌ها علاوه بر ارتباط‌هایی که با همديگر دارند در هر نیم‌کره اعمال تخصصی خود را بر عهده‌ دارند . مغز انسان يك سيستم ارزیابی‌کننده هوشمند و انتخاب‌گر در فرايند پردازش اطلاعات محسوب می‌شود. اطلاعات محيطي و درون پيكري توسط گیرنده‌ها به قشر مخ منعکس‌شده بعد از تحليل و تفسير داده‌ها سازمان بندي واکنش‌های متفاوت ازجمله حرکات هدفمند ارادي و یا گفتار به‌عنوان يك کارکرد عالي ذهني انجام می‌گیرد. مغز انسان حدود 1500 گرم وزن داشته که کلا داخل جمجمه قرار دارد. شکل 1-1 : قسمتهایی از مغز انسان 1-1-1-مغز از قست های زیر درست شده است : 1. نیم کره های مغز 2 . تالاموس و گره های عصبی مغز 3 . مغز میانی 4 . پل دماغی 5 . بصل النخاع 6 . مخچه 1-2-نیم کرههای مغز : نیم کرههای مغز دو عدد بوده که از نظر نردبان تکاملی جدیدترین قسمت مغز می باشند . آنها هدیه اصلی خداوند به انسان بوده و تکامل آن از پستانداران از حدود پنجاه میلیون سال پیش شروع شده است.بدون نیمکره های مخ ، انسان جاندار بی شعوری بیش نیست. تکوین شعور انسان عبارت بوده است از ازدیاد یاخته ها ( نتیجتاً اضافه شدن وزن مغز ) و ارتباطات آنها با یکدیگر برای بهتر شدن قدرت پردازش اطلاعات محیطی و درونی. در « مرگ مغزی » این قدرت از بین میرود چون کل ساختار مغز نابود می شود. در درون نیمکره ها حفره هایی پر از مایع نخاعی و جود دارند که بطنها نامیده می شوند. دو نیمکره توسط جسم پینه ای به هم متصل می باشند که در حقیقت ارتباط اصلی نرونهای دو نیمکره با هم می باشند. 1-2-1-قسمت های مختلف تشکیل دهنده نیمکره ها شامل قسمت های زیر است : شکل 1-2: قسمت های مختلف تشکیل دهنده نیمکره ها 1-2-2-لوب پیشانی1 Frontal Lobe: لوب پیشانی مهمترین قسمت تکامل یافته مغز است. مخصوصاً در انسان و انسان نماها این قسمت فوق العاده وسعت پیدا کرده است. قسمتهای خلفی لوب پیشانی ویژه فرمانهای حرکتی بوده و از هم گسیختگی نسج این قسمت باعث از کارافتادگی یک اندام می شود . تحریک هر قسمت از اندامها و سر بر روی مکان مخصوصی از این نوار باریک وجود دارد ، قسمتی از این ناحیه، که بین دو نیمکره وجود دارد، مختص حرکات اندامهای تحتانی می باشد. درقسمت قدامی ناحیه حرکتی سرو دست مرکز کنترل حرکات چشم وجود دارد. در نیمکره چپ، مرکز حرکتی تکلم درلوب پیشانی می باشد. از هم پاشیدگی نسوج این ناحیه باعث گنگی شده و بیمار قادر به گفتار نیست. آنچه از لوب پیشانی باقی می ماند عبارتست از ناحیه ای که در جلو قرار داشته و مرکز شعور، منطق، تفکر و تا حدودی حافظه است. از بین رفتن این قسمت از مغز در دو طرف منجر به کم اهمیت دادن اصول اخلاقی شده و تصمیمات بیمار انفعالی می گردد. اگر آسیب بسیار شدید باشد خلاقیت حرکات از بین رفته و ممکن است با حالت اغماء اشتباه شود. یکی از راههای درمان امراض روانی، در ابتدای سده حاضر، عبارت بود از تخریب دو طرفه قسمتهای عمقی لوب های پیشانی و تبدیل بیمار به فردی که از نظر اجتماعی بیشتر قابل تحمل باشد. متأسفانه اثرات سوء این عمل جراحی باعث شد که بعداً کمتر مورد استفاده قرار گیرد. محتوای شخصیتی، چاره یابی، هیجانات، تمرکز، داوری، سخن گفتن و حرکات اداری از کار کرد های این لخته از مغز هستند. 1-2-3-لوب آهیانهای1 Parietal Lobe : وظایف لوب های آهیانه ای در طرف راست و چپ تا حدودی با هم فرق می کنند. علاوه بر تشخیص محل درد، گرما، لمس و محسوسات عمقی در باریکه پشت شیار مرکزی، لب آهیانه ای در طرف راست بینش فضائی را در شخص بوجود می آورد. عوارض عمقی لوب طرف راست منجر به از دست دادن جهت یابی فضائی فرد گشته وطرف چپ بدن را در کارهای روزمره فراموش می کند. به حوزه بینائی چپ توجه نکرده و مثلاً ریش خود را در طرف چپ نمی تراشد، چنین شخصی ردیابی فضائی خود را از دست می دهد. شدت عارضه در بعضی بحدی است که بیمار عضوی در طرف چپ بدن خود را از یاد می برد و فکر می کند مربوط به شخص دیگری است. لب آهیانه ای در طرف چپ علاوه بر جهت یابی فضائی و محسوسات طرف راست، وظیفه تکلم را نیز بعهده دارد. اختلال در ریاضیات، محاسبه، تشخیص راست و چپ بدن ،خواندن و نوشتن و تکلم پس از آسیب رسیدن به لوب آهیانه چپ دیده می شود. لب اهیانه ای یا لخته اهیانه ای بخش بالایی وسط نیمکره مغز است که بین لوب پس سری و بالای لوب گیجگاهی قرار دارد. حس بساوایی ادراک دیداری بازشناسی اندازهها رنگ واشکال از یکدیگرو احساس درد از کارکردهای این لوب است. 1-2-4-لوبپس‌سری1 Occipital Lobe : لوب پس سری مسئولیت بینائی را عهده دار بوده و آسیب رسیدن به این ناحیه شخص را بطورکامل یاناقص نابینا می کند. یکی از بهترین محسوسات محیطی که به وسیله آن مکانیسم پردازش اطلاعات در مغز به وسیله فیزلوژیست هائی مثل « هوبل » و « ویسل » در دانشگاه هار وارد برملا گشته عبارت است از « حس بینائی » این دو دانشمند به طور سیستماتیک پردازش اطلاعات را از شبکیه تا لوب پس سری دنبال کردند. کار اصلی این پژوهشگران عبارت بود از ثبت تحریک پذیری سلول های شبکیه، ایستگاه زانوئی و قشر خاکستری مخ ( سلول های ساده، پیچیده و فوق پیچیده ) در مناطق به اصطلاح 17 و18و19 « برودمن » لازم به یادآوری است که « برودمن» پژوهشگری بود که سطح مغز را از 1 تا 52 منطقه بر حسب انواع یاخته های قشر خاکستری طبقه بندی کرد. مثلاً منطقه 46 ویژه حافظه بوده و 44 بیان تکلم را به عهده دارد. « هوبل و ویسل» دریافتند که به ترتیب که اطلاعات از یک ایستگاه به ایستگاه دیگری منتقل می شده پیچیدهتر و به حقیقت نزدیکتر می شود. مثلاً سلول های شبکیه و ایستگاه زانوئی فقط به بک نقطه نورانی پاسخ داده، درحالی که سلول های ساده کورتکس بینائی تنها به یک نوار نورانی با محور خاص پاسخ می دهند. می توان تصور کرد که این نوار از تعدادی نقطه نورانی درست شده است. بنابر این ، سلول های ساده قشر خاکستری نسبت به یک نقطه نورانی بی تفاوتند. به همین ترتیب که جلو برویم مشاهده می شود که سلولهای پیچیده کورتکس توسط یک لبه نورانی تحریک می شوند که محور مشخصی داشته ولی محل آن مهم نیست. بهترین، تحریک برای یک سلول فوق پیچیده یک گوشه است. با در نظر گرفتن بحث بالا، هر چقدر از منطقه 17 به طرف منطقه 19 می رویم وظیفه سلول ها پیچیدهتر شده به تحریکی نوین پاسخ می دهند. این موضوع در تشخیص فاصله و رنگها بسیار صادق است. لوب پس سری مرکز پردازش اطلاعات دیداری در مغز پستانداران است. این لوب عقب ترین بخش نیمکره مغز است و قسمت کوچکی ازسطح پشتی جانبی ان را تشکیل میدهد. 1-2-5- لوب گیجگاهی1 Temporal Lobe: این لوب در طرف راست نقش مهمی از نظر هنر تشخیص رنگها و جوانب مختلف دستگاههای موسیقی داشته و در طرف چپ تأثیر مهم آن درتکلم انسان است. درک صداهای شنیده شده و پردازش دستوری گفتار و آماده کردن پاسخ شایسته، به وسیله لوب آهیانه چپ صورت می گیرد.آسیب رسیدن به لوب گیجگاهی گاهی باعث از بین رفتن توانائی نامگذاری افراد و اشیاء می شود. همچنین لوب های گیجگاهی راست و چپ با هم نقش مهمی در فعال نگهداشتن حافظه دارند. دروازه اصلی ورود اطلاعات محیطی به مغز و ثبت آنها در گرو سلامتی لوب گیجگاهی است. به نظر می رسد که « هیپوکامپ» این ناحیه همگام با قسمت های دیگر لوب حاشیه ای نقش کلیدی در قبول یا رد اطلاعات داشته باشند. از این مکان است که اطلاعات منتشر شده از محسوسات محیطی به نقاط دیگر مغز مخصوصاً لوب های پیشانی می روند. بخش دیگری از فیبرهای آورنده اطلاعات به لوب گیجگاهی از ساقه مغز و هسته « مینرت» می باشد. از بین رفتن « هیپوکامپ » منجر به عدم توانائی انسان در تثبیت حافظه شده و شخص قدرت انتقال اطلاعات رابه سایر نقاط مغز از دست می دهد . اگر انسانی هر دو لوب گیجگاهی مخصوصاً دو « هیپوکامپ » را از دست بدهد برای همیشه قدرت ثبت اطلاعات از محیط را برای یادآوری در دراز مدت از دست خواهد داد .در ام- آر- آی روبرو هر دو لوب گیجگاهی به خاطر انسفالیت آسیب دیده و قدرت حافظه بیمار شدیداً صدمه دیده است . حس شامه نیز با لوب گیجگاهی ارتباط دارد . ذخیره حافظه جدید پردازش اطلاعات حواس شنوایی و بینایی درک زبان و سازماندهی از کارکرد های این لخته از مغز است گاهی در برخی افراد در مورد بوی بد دهان توهم بویای پیش می آید.این توهم که معمولا کوتاه مدت است به ندرت نشانه ای از صرع لوب گیجگاهی مغز است. 1-2-6-لوب حاشیه‌ای1 Marginal Lobe: لوب حاشیهای از قدیمی ترین قسمتهای مغز بوده و وظیفه اش بیان غرایض جنسی و تأمین احتیاجات احساسی و تنازع بقاست . لوب حاشیه ای در اصطلاع به « مغز اول » مشهور شده و از اینجاست که تمام اطلاعات پس از بررسی و فیلتر شدن می توانند به سایر نقاط مغز رسوخ کنند. احساس امنیت درونی با وجود لوب حاشیه ای امکان پذیر است . اینجا محل احساسات قلبی و فردی و عشق و دلدادگی است . با تکیه به« مغز اول » است که انسان کاری را انجام داده و سپس با مراجعه به منطق و « مغز جدید» یا « نئوپالیوم » پشیمان می شود. در این مکان است که موجود برای حفظ خود و خانواده حاضر است به استدلال کم محلی کند. کنترل اصلی سلسله اعصاب نباتی هنگام جنگ و ستیز یا پشیمانی و غم و اندوه در دست« مغز اول » یا « آرکی پالیوم » می باشد . بالاخره زبان اصلی نهفته در نگاه افراد به یکدیگرکه حاصل آن دوست داشتن فردی و یا تنفر از فردی دیگر می شود در لوب حاشیه ای است. بیان غرایض جنسی وتامین احتیاجات احساسی و تنازع بقاست.اینجا محل احساسات قلبی و فردی و عشق و دلدادگی است. 1-3-تالاموس : تالاموس توده ای از سلولهای عصبی با اندازه های مختلف است که وظیفه پردازش و هم آهنگ کردن پیامهای حسی را در ارتباط با فعالیت های حرکتی داشته و دراین خصوص با گره های عصبی قاعده جمجمه، قشر خاکستری مغز و مخچه در تماس دائم می باشد . تالاموس نیز نقش بی نهایت مهمی در دریافت درد و محسوسات محیطی دارد . آسیب یک طرفه به تالاموس باعث کرخ شدن طرف مقابل بدن و آسیب دو طرفه ، بیمار را به حالت بیهوشی می برد . 1-4-گره های عصبی قاعده مغز : هسته های دم دار و عدسی شکل از مهمترین گره های عصبی قاعده مغز می باشند که ارتباط تنگاتنگ با تالاموس، قشر خاکستری مغز و مخچه داشته و عملکرد اصلی آنها تنظیم فعالیت های حرکتی ماهیچه ها بوده ودر تداوم حرکات آنها نقش مهمی دارند. نارسائی گره های عصبی قاعده مغز باعث لرزش های غیرارادی و سفتی و کمی تحریک ماهیچه ها شده و تابلوئی شبیه مرض پارکینسون را بوجود می آورد. 1-5-ساقه مغز : از نظر تکاملی ساقه مغز یکی از قدیمی ترین قسمت های سلسله اعصاب بوده که علاوه بر حفظ هوشیاری و کنترل خواب، تنفس و گردش خون، محل گردهم آئی اعصاب جمجمه ای نیز می باشد که در تعیین تکلیف مرگ مغزی بسیار پراهمیت اند. اندازه و پاسخ مردمک ها به نور ، رفلکس های قرینه و سرفه، حرکات چشمها، زبان، صورت، حلق و حنجره نیز عمدتاً توسط ساقه مغز کنترل می شود. ساقه مغز گذرگاهی است دوطرفه برای گذشتن محسوسات از محیط خارج به طرف مغز و آوردن پیامهای عصبی از مغز و ساقه مغز به طرف نخاع و اندامها. ساقه مغز محلّ تمرکز و پخش پیام های مهم و ابرانی به اقصی نقاط نخاع برای حفظ و کنترل قوام ماهیچهها است که نهایتاً بر روی رفلکسهای وتری نیز تأثیر می گذارند . این پیامها ، به طور مستقیم و غیر مستقیم ، از هسته های ساختمان مشبک در سطح « پل دماغی » و « بصل النخاع » و « مغز میانی » نشأت گرفته و به همراهی پیام های « هسته های قرمز » و « هسته های گوش داخلی » بر روی « نرون های حرکتی گاما » سرازیر می شوند. تحریک نرون های حرکتی گاما، به طور غیر مستقیم، پس از تحریک « نرون های حرکتی آلفا » قوام ماهیچهها را زیاد کرده و آنها را سفت می کند. در این گونه موارد رفلکس های وتری نیز تشدید می شوند. هرگاه مغز از بین رفته ولی ساقه مغز از مغز میانی به پائین در حیات باشد، رفلکس های وتری بسیار شدت یافته و ماهیچهها آنقدر سفت می شوند که دست ها و پاها سیخ شده حالت « دِسِرِ بره» به خود می گیرند، یا اینکه دست ها از آرنج خم شده و پاها سیخ میشوند که به این حالت « دکورتیکه» گویند. به تدریج که ساقه مغز وظایف خود را از دست داد، قوام ماهیچه نیز از بین رفته آنها لَخت می شوند. در این زمان رفلکس های وتری نیز وجود ندارند. این حالت در « مرگ مغزی » به خوبی می شود به طوری که تمام ماهیچهها شل بوده و رفلکس ها ناپدید گشته اند چون تمام ساقه مغز از کار افتاده است. 1-6-ساقه مغز از قسمت های زیر تشکیل می شود : 1.مغز میانی 2.پل دماغی 3.بصل النخاع 1-6-1-مغز میانی : بخش های مهمی از مغز میانی که در مرگ مغزی اهمیت دارند عبارتند از : ساختمان مشبک که مسئول حفظ سطح هوشیاری، بوده، پایک های مغزی که از الیاف و ابران حرکتی درست شده اند و اعصاب جمجمهای سه و چهار که حرکات چشمها، اندازه و پاسخ مردمکها را به نور به عهده دارند. آسیب دو طرفه به ساختمان مشبک باعث حالت اغماء شده و اگر پایک های مغز آسیب ببینند فلج اندامها و در مورد اعصاب سه و چهار ضعف حرکات چشم ها و بزرگ شدن مردمک ها با عدم پاسخ به نور را موجب می شود و اگر آسیب بسیار شدید باشد حرکات چشم عروسکی نیز از بین می روند. پس به این ترتیب با معاینه و تعیین سطح هوشیاری، حرکات و مردمک های چشم و قدرت اندامها می توان به سالم بودن مغز میانی پی برد. 1-6-2- پل دماغی : اجزاء مهم پل دماغی عبارتند از : قسمت دیگری از ساختمان مشبک، اعصاب جمجمه ای پنج، هسته عصبی شش و هفت و الیاف مرتبط کننده مخچه به سلسله اعصاب مرکزی آسیب دو طرفه به دو سوم فوقانی ساختمان مشبک پل دماغی باعث حالت اغماء شده و گرفتاری عصب شش، حرکات چشمها را در محور افقی مختل و آسیب به عصب پنج باعث از بین رفتن حس قرنیه و رفلکس قرنیه می شود. بنابراین می توان با در نظرگرفتن سطح هوشیاری بیمار ، حرکات کره چشم و صورت و رفلکس قرنیه به و ضعیت تشریحی آن پی برد. 1-6-3-بصل النخاع : این قسمت از ساقه مغز از ساختمان مشبک، مراکز کنترل تنفس و گردش خون، اعصاب جمجمه ای 9، 10،11،12 و الیاف حسی و حرکتی ای که مخچه، نخاع، ساقه مغز و نیمکره ها را به یکدیگر مربوط می کنند درست شده است. در بصل النخاع، ساختمان مشبک نقشی در تأمین سطح هوشیاری نداشته و بلکه آسیب به این قسمت از مغز به صورت نارسائی شدید و تنفس و گردش خون خود را نشان داده و رفلکس سرفه از بین می رود. در صورتی که بیمار هوشیار باشد، قدرت بلع در او از بین خواهد رفت. 1-7-مخچه : مخچه درست در پشت سر و در قسمت خلفی پل دماغی و بصل النخاع قرار گرفته است. در حقیقت مخچه جعبه سیاه سلسله اعصاب مرکزی بوده که تعادل انسان را کنترل کرده سرعت و دامنه حرکات را طوری تنظیم می کند که آنها بدون نقص باشند. مخچه در ارتباط دائم با گیرنده های حسی محیطی و جمجمه ای بوده و از طریق مغز میانی و پل دماغی پیوسته وضعیت تعادل بدن را در اختیار تالاموس، گره های عصبی قاعده مغز و قشر خاکستری می گذارد. شکل 1-3:مخچه 1-8-بطن مغز : شکل1-4: بطن‌های مغزی خاکستری تیره درون مغز چهار بطن وجود دارد که به نام‌های بطن چپ، بطن راست (هردو جانبی) و بطن‌های سوم و چهارم شناخته می‌شوند. درون مغز انسان حفره هائی وجود دارند که بطن نامیده می شوند . دو بطن درنیمکرهها و بطن سوم بین گره های عصبی قاعده مغز ، بطن چهارم در پشت ساقه مغز بوده که مخچه آن را میپوشاند . درون بطنهای مغز مایع مغزی نخاعی وجود دارد که درون بطنها و روی سطح مغز درجریان است تا جذب شود . وزن مغز درون مایع مغزی نخاعی حدود 50 گرم است . 1-9-سیستم عصبی : سيستم عصبي به دوقسمت اصلي تقسيم مي شود: 1-سيستم عصبی مرکزی 2- سيستم عصبی خودکار 1-9-1-سيستم عصبی مرکزی : اين قسمت شامل مغز، نخاع و اعصاب محيطي است.فيبرهای عصبي يا نورون‌ها که اطلاعیاتاحساسي رابه مغز انتقال ميدهند، به اعصاب آوران و فيبرهای عصبي که اطلاعات را از مغز يا نخاع به جاهای مربوطه مانند ماهيچه ها انتقال مي دهند به اعصاب وابران معروفند. 1-9-2-سيستم عصبی خودکار : اين قسمت از سيستم عصبي، ساير اعضای داخلي مانند قلب، روده وغدد را کنترل ميکند که اساسا به صورت اجباری صورت ميگيرد. کار اصلي یک سلول عصبي، دريافت، انتقال و تفسير پيغام های الكتريكي ميباشد. 1-10-کنترل حرکتي در مغز : 1-10-1-نیمکره‌های مغز بعضي رفتارها را به‌طور جداگانه تنظيم می‌کنند : نيمكره راست و چپ اعمال حسي و حرکتي طرف عکس خود را تنظيم می‌کنند یعنی نیم‌کره راست مسئول اعمال حرکتی سمت چپ بدن و نیم‌کره چپ مسئول اعمال حرکتی سمت راست بدن . ناحيه ویژه‌ای از مخ که مسئول نظارت بر حرکات بدنتان است، قشر حرکتي و ناحيه ویژه‌ای از مخ که امكان درك احساسات بدنتان را فراهم می‌سازد، قشر حسي ناميده می‌شود. در مغز انسان، فضای زيادی به‌صورت، زبان و دست‌ها اختصاص داده‌شده است.اگرچه بخشی از قسمت حرکتی اصلی مغز مسئول حرکت‌های ارادی می‌باشد که دیگر مناطق قشر مغز را نیز درگیر می‌کنند که عمدتاً در جلوی لوب پیشانی انجام می‌شود. که سپس دستورات با قسمت‌های دیگر هماهنگ شده و به عضلات به‌وسیله طناب نخاعی ارسال می‌شود برای انجام یک حرکت بنابراین برای تصور حرکت پردازش سیگنال‌های مغزی که توسط این قسمت‌ها از مغز انجام می‌شود لازم هست مغز قابلیت انطباق با شرایط را دارا می‌باشد بطوریکه یعنی تحت هر شرایطی می‌تواند خود را با بدن سازگار کند به این صورت که اگر ما از قسمتی از مغز استفاده نکنیم به‌مرور مغز آن قسمت را به قسمت‌های دیگر اختصاص می‌دهد مانند کسی بینایی خود را ازدست‌داده است مغز قسمت‌های مربوط به بینایی را به حواس دیگر بدن اختصاص می‌دهد. به همین منظور می‌تواند ادعا کرد مغز هر انسانی با دیگری متفاوت می‌باشد به دلیل شکل‌پذیری مغز، به همین منظور در مورد استفاده از سیستم‌های BCI برای افراد فلج آسیب نخاعی احتیاج به آموزش‌های مختلف دارند تا بتوان سیستم را با آن‌ها به هماهنگی رساند. 1-11- الکتروانسفالوگرافی1 Electroencephalography : شکل1-5: الکتروانسفالوگرافی 1-12-نوار مغزی یا الکتروانسفالوگرافی یا الکترومغزنگاری : ثبت فعالیت الکتریکی مغز است، این تکنیک شامل اخذ سیگنال توسط الکترودهای سطحی، بهبود سیگنال (معمولاً تقویت و حذف نویز)، چاپ سیگنال و آنالیز آن می‌شود. آنچه روی کاغذ چاپ می‌شود، الکتروانسفالوگرام نامیده می‌شود. شکل1-6: نوار مغزی نتایج حاصل از مغزنگاره (انسفالوگرام) را نمی‌توان به صورت مستقیم و تنها با مشاهده سیگنال مورد بررسی و تفسیر قرار داد و از روی آن ناهنجاری را تشخیص داد. معمولاً طیف فرکانسی این سیگنال حاوی اطلاعات مفیدی است که کاربردهای تشخیصی و تحقیقاتی از جمله موارد زیر دارد: ۱- کمک به تشخیص و تعیین محل آسیب مغزی سربرال ۲- کمک به مطالعه صرع (حملات گذرای برگشت‌پذیر عمل مغز دچار مشکل با حس نامنظم و فعالیت حرکتی نظیر تشنج) ۳- کمک به تشخیص اختلالات روانی ۴- کمک به مطالعه خواب اجازه مشاهده و آنالیز پاسخ‌های مغز به محرک‌های سنسوری 1-13-نحوه گرفتن نوار مغزی : فرد درحالیکه نشسته و یا برروی تخت خوابیده است، تکنسین الکترودهای کوچکی را به سر او وصل می کند. گرچه برای انجام این تست نیازی نیست سر تراشیده شود ولی باید سر کاملاً تمیز بوده و محلی که الکترود قرار می گیرد باید از هرگونه چربی اضافه پاک باشد. ممکن است از ژل مخصوص در محل اتصال الکترود استفاده شود تا امواج مغزی براحتی بتوانند توسط آنها دریافت شوند. پس از دریافت امواج توسط الکترودها آنها به ماشین پلیگراف فرستاده شده و برروی کاغذ ثبت می شوند. در هنگام انجام نوار مغز تکنسین ممکن است از شما بخواهد چشمهای خود را باز و یا بسته کنید و یا اینکه به سرعت نفس بکشید و یا تنفس عمیق انجام دهید. گاهی فرد در مقابل نور درخشان و چشمک زن قرار می گیرد. در موارد خاص نیز انجام نوار مغز حتی پس از به خواب رفتن بیمار ادامه می یابد. 1-14-الکترودهای ثبت EEG : الکترودهای EEG، جریان‌های یونی را از بافت سربرال به صورت ولتاژ اخذ کرده و به پیش‌تقویت‌کننده‌های EEG، منتقل می‌کند. مشخصات الکترود در ثبت، بسیار مهم است. معمولاً در صفحات این الکترودها، از کلرید نقره[1] استفاده می‌شود. معمولاً پنج نوع الکترود جهت ثبت EEG به کار می‌رود : ۱- الکترود پوست سر، کاپ‌ها، دیسک‌های پد نقره، میله‌هایی از جنس فولاد ضد زنگ و سیم‌های نقره کلریده شده، ۲- الکترودهای اسفونید2ا[2] : در این الکترودها، نقره عایق و سیم لخت که نوک آن کلریده شده به صورت متناوب قرار گرفته و به وسیله بافت ماهیچه توسط یک سوزن در جای خود قرار می‌گیرد، ۳- الکترودهای ناسوفار3[3]: میله نقره‌ای با توپ نقره که از طریق سوراخ بینی وارد می‌شود، ۴- الکترودهای الکتروکاردیوگرافیک4[4] : فیلترهای کتانی خیس خورده در محلول سالین که روی سطح مغز قرارداده می‌شود. 1.Ag-AgCl 2. Sphenoida 3.Nasopharyngeal 4. Electrocorticoyraphic ۵- الکترودهای اینتراسربرال : دسته‌های سیم‌های پلاتین یا طلای پوشیده شده از تفلون که در فواصل مختلف از نوک دسته بریده شده است و برای تحریک الکتریکی مغز به کار می‌رود. الکترودهای کاپ یا دیسک، قابلیت استفاده مجدد دارد، هر بار با استفاده از یک کرم هادی روی پوست سر قرار می‌گیرد. قبل از قراردادن الکترود بایستی، چربی‌های نقطه مورد نظر در سر را با الکل یا استون پاک کرد. دامنه، فاز و فرکانس سیگنال‌هایEEG به طرز قرار گرفتن الکترودها بستگی دارد. الکترودگذاری سطحی (روی سطح پوست) طبق یک الگوی استاندارد انجام می‌گیرد. فصل دوم : دستگاه ثبت EEG 2-1-دستگاه ثبت1 EEG : شکل2-1 : تصویری از یک دستگاه الکتروانسفالوگراف تجاری ماشین‌های EEG بالینی، معمولاً شامل ۸ ، ۱۶ یا ۳۲ کانال است. به صورت معمول ۲۰ الکترود روی سر بیمار قرار می‌گیرد که پتانسیل حیاتی مذکور را به پیش تقویت کننده می‌رساند. معمولاً با استفاده از یک سیگنال کالیبراسیون پالسی، سیستم کالیبره می‌شود. سیگنال‌های دریافت شده، تقویت و حذف نویز می‌شود. سیگنال‌ها را می‌توان به همین شکل ثبت کرد یا جهت انجام پردازش‌های بیشتر مانند محاسبه طیف فرکانسی سیگنال و طبقه‌بندی و اعمال الگوریتم‌های تشخیصی، به دیجیتال تبدیل و وارد کامپیوتر کرد. ثبت پتانسیل‌هایی که پس از تحریک‌های بینایی و شنوایی ثبت می‌شوند را پتانسیل‌های برانگیخته (evoked potential)2 می‌نامند. می‌توان این گونه تفسیر کرد که قسمت اعظم سیگنالی که از این طریق ثبت می‌شود در نتیجه محرک‌های بینایی یا شنوایی است. از این یافته‌ها می‌توان در مطالعه اعصاب مربوط به این دو حس استفاده کرد. سلول های بدن انسان به مقدار کم الکتریسته تولید می کنند این مقدار الکتریسته بسیار کم و ناچیز است اما ما می توانیم آن را با وسائلی که داریم اندازه بگیریم  مثل در قلب با دستگاه  الکتروکاردیوگراف (الکترو -الکتریسته -کاردیو =قلب و گراف به معنی ترسیم )‌ ما با گذاشتن  الکترودهایی بر روی سینه انرا دریافت و ترسیم می کنم  در مغز هم با استفاده از دستگاه الکتروانسفالو گراف (انسفالو =مغز ) را اندازه گیری می کنیم میزان الکتریسته ای که هر سلول در بدن انسان تولید می کند بسیار اندک و در حد میلی ولت است برای همین می توان آنرا به یک باطری کوچک ضعیف توصیف کرد.    در قسمت های مختلف مغز دسته های از این باطری ها دائم درحال پر وخالی شدن هستند درست مثل چراغهای چشمکزن و امواج الکتریسته با فرکانسهای و شدتهای مختلف میسازند.  اما این الکتریسته وقتی به پوست سر انسان میرسد بسیار اندک است ما با گذاشتن الکترودها در نواحی مختلف سر آنرا دریافت کرده و تقویت و ترسیم می کنیم . همه سلولهای مغزی به یک اندازه برق تولید می کنند .همه سلولهای مغز انسان به یک اندازه برق تولید میکنند اما تفاوت آنها در دو مسئله است.   شکل 2-2: باطری ها دائم 2-2-فاصله از پوست سر و تعداد نوسان آنها درثانیه :  هر چقدر فاصله سلولهای بدن ما از الکترودی بیشتر باشد دستگاه امواج ضعیفتر را ترسیم می کند برایهمین الکتریسته ای که در وسط مغز ما تولید می شود  با شدت کمتری از الکتریسته ای که در پیشانی و زیر پوست سر تولید می شود ترسیم می گردد.   مغز انسان همانند یک کره است بنابراین الکتریسته ای که در وسط آن تولید می شود وقتی به پوست سر می رسد افت ولتاژ داشته و بسیار ضعیفتر از الکتریستهای است که از نیمکرههای مغز و درست زیر جمجمه به پوست سر می رسند.   2-3-مغز انسان چند نوع موج تولید می کند : مغز  انسان  4 فرم امواج مغزی  به نام های    بتا، الفا، تتا، دلتا تولید می کند. 2-3-1- امواج آلفا : امواج منظمي هستند كه در فركانسهاي بين 8 تا 13 هرتز اتفاق مي افتند. اين امواج درافرادي كه در هوشياري كامل و استراحت فعاليت مغزي هستند ثبت مي شود. بيشترين دامنه اين امواج در ناحيه پس سري اتفاق مي افتد اما مي توان آنها را از نواحي آهيانهاي و پيشاني از روي پوست ثبت كرد. ولتاژ آنها تقريبا 200-20 ميكرو ولت است، هنگامي كه شخص در خواب است امواج آلفا كاملا ناپديد مي شود و هنگاميكه توجه فرد به فعاليت هاي ذهني مشخصي معطوف مي شود اين امواج توسط سيگنال هاي غير همزمان با دامنهاي كمتر و فركانسي بالاتر جايگزين مي شوند. 2-3-2-موج دلتا : شامل همه سيگنال هاي الكترواسفالوگرافي زير 5/3 هرتز است. اين امواج فقط در 2 تا 3 ثانيه اتفاق مي افتد. اين امواج در خواب عميق، در كودكان و بيماريهاي جدي مغز حادث مي شوند. ‏مسئول خواب عمیق است به این دلیل موج دلتا در زمان خواب دیده  می شود البته چه در بیداری و چه در خواب همه امواج با هم تولید می شوند اما نسبت آنها فرق دارد. درخواب عمیق امواح دلتا با شدت کم و فرکانس نیم تا سه نیم در ثانیه تولید می شود و این به معنی آن است که بقیه قسمت های مغز شما به خصوص دو نیمکره  فعالیتی ندارند.  2-3-3-موج تتا : فركانس آنها بين 4 تا 7 هرتز است. اين امواج در نواحي آهيانهاي و گيجگاهي در كودكان ايجاد مي شود. اما در طول فشار احساسي در برخي از بزرگسالان به ويژه در طول دورههاي افسردگي و نا اميدي اتفاق مي افتد.‏ 2-3-4-موج بتا : اين امواج فركانسي بين 14 تا 30 هرتز دارند و گاهي اوقات در طي فعاليت ذهني شديد محتواي فركانسي آنها تا 50 هرتز هم مولفه خواهد داشت. ثبت آنها از نواحي آهيانهاي و پيشاني جمجمه انجام مي شود. مي توان اين امواج را به دو گروه تقسيم كرد : بتا ‏I‏ و بتا ‏II‏ ، امواج بتا ‏I‏ در حدود دو برابر فركانس امواج آلفا را دارد ودرهنگام فعاليت ذهني همچون امواج آلفا تحت تاثير قرار مي گيرد. امواج بتا ‏II‏ در طي فعاليت شديد سيستم عصبي مركزي ظاهر مي شود. به اين ترتيب با فعاليت مغزي يك نوع از امواج بتا برانگيخته و نوع ديگر باز داشته ميشود. موج بتا (ماورا ) فقط در زمان تفکر کردن  و تمرکز کردن تولید می شود.   شکل2-3: موج بتا (ماورا ) 2-4-فلسفه امواح : وقتی نطفه انسان بسته می شود تا حدود 12 هفتگی مغز جنین فقط یک لوله است و هنوز نیم کره مغز ساخته نشده است. جنین تا مدت ها دررحم مادر  از این لوله عصبی و مغزش فقط امواج دلتا می سازد و او مدتها در خواب است با تکامل  مغز جنین  این لوله عصبی رشد کرده که امواج تتا تولید می کنند و در زمان تولد جنین سه موج تتا دلتا  و الفا تولید می شود. فصل سوم : صرع 3-1-صرع : شکل3-1: صرع صَرع یا 1(epilepsy) به معنی "تصرف کردن، تملک داشتن، یا پریشان کردن"عبارت است از مجموعه‌ای از اختلالات عصبی مزمن پزشکی|بلند مدت که با حمله ی صرعی مشخص می‌شود. این حملات ممکن است بسیار خفیف و تقریبا غیر قابل شناسایی بوده یا برعکس طولانی مدت و با لرزش شدید همراه باشد. در صرع حملات به طور مکرر روی می‌دهد وهیچ دلیل ثابت ومشخصی ندارد، درحالیکه حملاتی را که به دلایل خاص روی می‌دهد، نباید به عنوان حمله صرعی تلقی کرد. در بیشتر موارد دلیل نامشخص است، اما صرع در برخی افراد به دلیل آسیب مغزی، سرطان مغز، و سوء مصرف دارو و الکل، و دلایل دیگر ایجاد می‌شود. حملات صرعی نتیجه فعالیت سلولی بیش ازحد و غیرعادی عصب کورتیکال یا غشایی در مغز است. فرایند تشخیص معمولا شامل حذف تمام شرایطی است که ممکن است علائم مشابهی نظیرسنکوپ را ایجاد کند، و نیز بررسی اینکه آیا هیچ دلیل لحظه‌ای دیگری وجود داشته است یا خیر. صرع را می‌توان با گرفتن نوار مغزی نیز تایید کرد. صرع را نمی‌توان درمان کرد، اما حملات را می‌توان با دارو تا حدود ۷۰ درصد موارد کنترل کرد. در افرادی که حملات به دارو پاسخ نمی‌دهند،جراحی، تحریک عصبی یا تغییر در رژیم غذایی را می‌توان در نظر گرفت. تمامی سندرم‌های صرع مادام العمر نیستند و اکثر افراد تا جایی بهبود می‌یابند که دیگر نیازی به دارو ندارند. حدود ۱٪ درصد از جمعیت مردم جهان (۶۵ میلیون نفر) صرع دارند،و تقریبا ۸۰٪ موارد در کشورهای در حال توسعه روی می‌دهند. صرع در افراد مسن‌تر رایج‌تر است. در کشورهای توسعه یافته، شیوع موارد جدید بیشتر در نوزادان و سالمندان است:در کشورهای در حال توسعه این بیماری در کودکان بزرگتر و بزرگسالان جوان‌تر دیده می‌شود،که دلیل آن تفاوت در فراوانی دلایل اصلی است. حدود ۵ تا ۱۰٪ از تمامی افراد یک حمله بی دلیل تا سن ۸۰ سالگی دارند، و احتمال وقوع حمله دوم نیز بین ۴۰ و ۵۰٪ است. در بسیاری از نقاط دنیا افراد مبتلا به صرع حق رانندگی مشروط داشته یا کلا حق رانندگی ندارند،اما بیشتر این افراد بعد از یک مدت بدون حمله می‌توانند رانندگی را مجددا آغاز کنند. متخصصان معتقدند حدود 70 تا 80 درصد بیماری صرع پس از دو سال معالجه، به طور کامل درمان می شود و پزشک معالج می تواند داروی بیمار را قطع کن 3-2-حملات : رایج‌ترین نوع حملات (۶۰٪ موارد) تشنج است از آنها، دو سوم به صورت حمله صرعی موضعی ظاهر می‌شوند که بعداً به حمله عمومی تبدیل می‌شوند در حالی‌که یک سوم به صورت حمله عمومی ظاهر می‌شود ۴۰٪ حملات باقیمانده غیرتشنجی هستند. یک نمونه از این نوع حمله غایب که به صورت سطح پایین هوشیاری روی می‌دهد و معمولا ۱۰ ثانیه طول می‌کشد حملات موضعی اغلب بعد از برخی تجربیات مشخص روی می‌دهد که با عنوان پیش درآمد شناخته می‌شوند این تجربیات ممکن است شامل پدیده‌های حسی (بصری، شنیداری یا بویایی)، روانی، ارادی، یا جنبشی باشد. پرش ممکن است در یک گروه ماهیچه‌ای خاص شروع شده و به گروه‌های ماهیچه‌ای اطراف گسترش یابد که در این مورد با عنوان مارس جکسون شناخته می‌شود. حرکت غیرارادی نیز ممکن است روی دهد؛ که منظور از آن فعالیت‌های غیر ارادی و جنبش‌های اغلب ساده‌ای نظیر ملچ ملوچ لب‌ها یا فعالیت‌های پیچیده تری نظیر تلاش برای برداشتن چیزی است 3-3-شش نوع مهم حمله عمومی وجود دارد: صرع همراه با تشنج و غش، تونیک، صرع تونیک، همراه با تشنج و غش، تنش ماهیچه‌ای، پریشانی، و حملات ضعیف. تمامی این حملات شامل از دست رفتن هوشیاری بوده و معمولا بدون هشدار روی می‌دهند. حملات کششی-ارتجاعی همراه با انقباض اندام‌ها و سپس کشیدگی آنها و قوس همزمان کمر است که ۱۰ تا ۳۰ ثانیه طول می‌کشد (فاز کششی). شاید در اثر انقباض ماهیچه‌های سینه صدای یک فریاد شنیده شود. سپس لرزش هماهنگ اندام‌ها روی می‌دهد (فاز ارتجاعی). حملات کششی انقباضات یکنواخت ماهیچه‌ها را موجب می‌شوند. فرد معمولا هنگامی که تنفسش قطع می‌شود، کبود می‌شود. در حملات ارتجاعی لرزش یکنواخت اندام روی می‌دهد. پس از اینکه لرزش متوقف شد، ۱۰ تا ۳۰ دقیقه طول می‌کشد تا فرد به حالت عادی برگردد. این دوره فاز پس از تشنج نام دارد. از دست دادن کنترل روده یا مثانه شاید در طول حمله روی دهد نوک یا گوشه‌های زبان ممکن است در طول حمله گازگرفته شود درحمله کششی-ارتجاعی گاز گرفتن لبه‌های زبان رایج تر است. گاز گرفتن زبان همچنین در حمله‌های غیرصرعی روان زاد نیز رایج است. حملات ماهیچه‌ای شامل گرفتگی ماهیچه‌ها در برخی یا در همه نواحی است حملات پریشانی می‌توانند نامحسوس بوده و فقط شامل گردش ملایم سر یا چشمک زدن چشم‌ها باشند. فرد نمی‌افتد و پس از پایان این دوره به حالت عادی باز می‌گردد. حملات ضعیف شامل از دست دادن فعالیت ماهیچه برای مدت بیش از یک ثانیه است. این مورد در هر دو طرف بدن روی می‌دهد.  حدود ۶٪ از افرادی که صرع دارند حملاتی دارند که با رویدادهای خاصی تحریک می‌شوند و به حمله انعکاسی معروف هستند. فراد مبتلا به صرع انعکاسی حملاتی دارند که تنها با محرک‌های خاصی تحریک می‌شوند. محرک‌های معمول شامل درخشش چراغ و صداهای ناگهانی است. در انواع خاصی از صرع، حملات اغلب در طول خواب روی می‌دهند. و در دیگر انواع آن، حملات تنها در خواب روی می‌دهند. فصل چهارم : پردازش سیگنال های الکترو آنسفالوگرافی به منظور تشخیص انواع تشنجات صرعی پتی مالی و گراندمال با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی 4-1-پردازش سیگنال های الکترو آنسفالوگرافی به منظور تشخیص انواع تشنجات صرعی پتی مالی و گراندمال با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی : روش کار: در این مقاله پژوهشی از سیگنالهای EEG توصیفی مربوط به آندرز جاک و همکاران (۸) استفاده شده است که شامل ۵ گروه A تا E بوده و هر گروه داده ها شامل ۱۰۰ عدد سیگنال EEG (به مدت 6/23 ثانیه) متعلق به دو نیمکره مغزی می باشد. فرکانس نمونه برداری سیگنال ها 6/173 هرتز با رزولوشن ۱۲ بیتی می باشد. صرعی در شرایط، فواصل حملات صرع و در حین حملات تشنجی بوده که توسط دستگاه EEG ثبت شده است. این سیگنال ها متعلق به دامنه سنی ۶ تا ۴۳ ساله (میانگین ۲۸ سال) که با استاندارد سیستم ۲۰-۱۰ نمونه برداری گردیده است (۸). دیاگرام بلوکی مراحل کار طبق شکل ۱ می باشد. ابتدا سیگنال ها توسط نرولوژیست به سه گروه جداسازی می شوند که شامل: ۱- سیگنالهای افراد سالم که دارای پس زمینه طیف آلفا بوده این طیف شامل فرکانس های ۱۲-۸ هرتز می باشد(۹). ۲- سیگنالهای صرعی از نوع پتی مال مربوط به حملات آبسنس تبیک ۳ هرتز به صورت spike-slow-wave می باشد(۱۰). ۳- سیگنالهای صرعی از نوع گراندمال در فاز کلونیک با فرکانس حدود ۴ هرتز به صورت امواج پلی اسپایک یا پلیشارپ که ممکن است همراه امواج آهسته باشد(۲). در شکل ۲ و ۳ شکل موج و طیف فرکانسی آن نمایش داده شده است. برای آنالیز بیوسیگنالها همانند سیگنالهای مغزی یکی از بهترین روشها استفاده از آنالیز ویولت 1 می باشد(۱) که در این مقاله برای حذف آرتیفکت و استخراج اطلاعات از این تبدیل استفاده شده است. این تبدیل در آشکار سازی رخدادهای گذرا مانند حملات صرع بسیار مناسب می باشد به طوری که دارای رزولوشن خوبی در زمان و فرکانس بوده است. تبدیل ویولت از یکسری تواع پایه به فرم زیر تشکیل می شود که قابلیت نمایش اجزای فرکانسی (مقیاس) و زمانی را دارد(۱۲). ψt تابع ویولت مادر بوده که تبدیل ویولت طبق رابطه زیر می باشد: آرتیفکت و فرکانس نویز ۵۰ هرتز برق شهر جزء عواملی هستند که باعث خرابی سیکنال EEG شده و مانع از تعیین دقیق بیماری برای پزشک می شود. علت ایجاد این آرتیفکتها در سیگنالهای EEG پلک زدن بیمار و حرکت سر بیمار و حرکت کره چشم ها بوده که معمولاً دارای محدوده فرکانس پایین می باشد(۱۴). دراین پژوهش با استفاده آنالیزویولت گسسته (DWT) این عوامل مخرب به شرح ذیل حذف شده است. ابتدا سیگنالها به وسیله الگوریتم DWT به شش مرحله تجزیه شده سپس سیگنال تقریب مرحله ششم (شکل ب -۴) که کمترین باند فرکانسی را دارا است حاوی اطلاعات آرتیفکت می باشد. این تقریبا که فاقد اطلاعات مربوط به صرع می باشد حذف می گردد و مجددا سیگنال بازسازی می شود. در شکل ۴ آرتیفکت وسیگنال آلوده شده به آن مقایسه شده است. در این مقاله از تابع ویولت Bior3.3: جهت حذف آرتیفکت استفاده شده که علت ان شباهت تابع با آرتی فکت می باشد. (شکل ۵).سیگنال EEG بعد ار حذف آرتیفکت در شکل ۶ نمایش داده شده است. برای حذف نویز ۵۰ هرتز از یک فیلتر میان نگذار مرتبه دوم استفاده شده است در مرحله بعد اطلاعات سیگنالها که شامل، poly sharps, poly spike, spike-slow-wave و بک گراند سیگنال سالم می باشد به وسیله تبدیل ویولت پیوسته استخراج می شوند. به دلیل شباهت تابع ویولت کلاه مکزیکی با موج Spike از این تابع در استخراج ضرایب ویولت استفاده شده است. شکل ۶ تابع ویولت کلاه مکزیکی را نمایش داده که رابطه این تابع به فرم زیر می باشد. مقیاس های ۳ تا ۳۷ تبدیل، حاوی تمام اطلاعات مربوط به صرع می باشند. این مقیاسها از روی سیگنالهای تیپیک تعیین و به عنوان ورودی شبکههای عصبی در مرحله بعد استفاده شده است. شکل ۷ ضرایب ویولت سیگنال های شکل ۲ را نشان می دهد. آخرین مرحله مربوط به شبکه های عصبی مصنوعی بوده که وظیفه آن طبقه بندی سیگنالها به سه گروه سالم، تشنجات صرع پتیمال (غایب) و صرع کلونیک است. شبکه عصبی به کار رفته در این مقاله طبق شکل ۸ از نوع رقابتی با ساختار LVQ می باشد که دارای لایه رقابتی و خطی بوده است (۱۳). این شبکه در دو مرحله استفاده شده است (مراحله ۵ و ۶شکل ۱). مرحله ۵ در شکل ۱ وظیفه کلاسه بندی سیگنال ها به سالم و صرعی و در مرحله ۶ همان شکل سیگنال های صرعی را به دو گروه صرع پتیمال و گراندمال (کلونیک) کلاسه بندی می نماید. در هر مرحله خروجی شبکه به دو حالت بله یا خیر می باشد. -152400184785 99443713794 25117-640783 514741242314 15441374268 23698-57446800 -205105237490 944056-674532 4-2-نتایج : دقت تشخیص نرم افزار طراحی شده در این پروژه در حدود ۸۰ درصد می باشد که نتایج کلاسه بندی در جدول ۱ نمایش داده شده است. جدول 4-1: نتایج خروجی حاصل از شبکه عصبی مصنوعی بحث مشکلات این پروژه دستیابی به سیگنالهای استاندارد در تعداد زیاد و قابل قبول برای جهت تشخیص می باشد که مدت زمان زیادی را معطوف به خود داشت و در مرحله بعد جداسازی قطعاتی که حاوی اطلاعات در خواستی این مقاله می باشد به طوری که از تعداد ۵۰۰ سیگنال تعداد ۱۰۰ سیگنال حائز شرایط این مقاله بود. تا کنون مقالات موجود ارائه شده فقط در ارتباط با آشکار سازی امواج سوزنی ناشی از کلیه تشنجات مغزی بوده و در خصوص تشخیص نوع صرع نمی باشد. به دلیل پیچیدگی این موضوع حتی در دستگاه های EEG این قابلیت موجود نبوده که به عنوان نو آوری این مقاله می باشد جهت افزایش اعتبار علمی این پروژه در تشخیصی بیماری صرع از مراجع مهمی جهانی همانند برادلی - دافی - نیدر مایر که به عنوان رفرانس در علم نرولوژی می باشد، استفاده شده است. 4-3-مزایای این روش شامل: 1- به دلیل پیچیدگی و نزدیک بهم بودن ویژگیهای EEG بیماران صرعی، این روش به عنوان کمک جهت تشخیص کادرپزشکی و کم کردن خطا می باشد. 2- حذف عوامل تخریب کننده سیگنال همانند آرتیفکت و نویز که عملیات آن در شرح مقاله ذکر شده است. ۳- دقت تشخیص سیگنالها به سالم و صرعی از نوع پتیمال و کلونیک در حدود ۸۰ درصد که از جدول ۱ استخراج می گردد. محدودیت این روش شامل: ۱- به دلیل تنوع در بیماری صرع روش ارائه شده در این پروژه فقط قابلیت تشخیص دو نوع صرع شایع را دارد. ۲- استفاده از آنالیزهای سنگین تا حدودی باعت کاهش سرعت تشخیص Online می گردد که در صورت استفاده از کامپیوتر پیشرفته این مشکل قابل حل می باشد. نویسندگان این مقاله برای تشخیص انواع دیگر صرع درحال بررسی موضوع میباشند که نتایج آن در آینده ارائه خواهد گردید. 4-4-نتایج : در نرم افزار طراحی شده، دقت تشخیص صرعهای پتی مال و گراندمال در حدود ۸۰ درصد می باشد. 4-5-نتیجه گیری : در مجموع نتایج این تحقیق می تواند به عنوان شروع سلسله تحقیقاتی در زمینه تشخیص افتراقی انواع صرعها به کمک آنالیزهای هوشمند کامپیوتری باشد به علت پیچیدگی در امواج مغزی و سختی تشخیصی دیداری نوار مغزی این روش کمک زیادی در تشخیص بیماری صرع به پزشکان می کند. این پژوهش فعلا برای تشخیص دو نوع صرع شایع به کار رفته و قابل گسترش به انواع مختلف صرع می باشد. مراجع: Shepherd, GM (1994). Neurobiology. Oxford University Press. p. 3. ISBN 978-0-19-508843-4. Sporns, O (2010). Networks of the Brain. MIT Press. p. 143. ISBN 978-0-262-01469-4. Singh, I (2006). "A brief review of the techniques used in the study of neuroanatomy". Textbook of human neuroanatomy. Jaypee Brothers Publishers. p. 24. ISBN 978-81-8061-808-6. Principles of neural science. McGraw-Hill، 2000. "Epilepsy". Fact Sheets. World Health Organization. October 2012. Retrieved January 24, 2013. Magiorkinis E, Kalliopi S, Diamantis A (January 2010). "Hallmarks in the history of epilepsy: epilepsy in antiquity". Epilepsy & behavior: E&B 17 (1): 103–108. doi:10.1016/j.yebeh.2009.10.023. Wilden, JA; Cohen-Gadol, AA (15 August 2012). "Evaluation of first nonfebrile seizures.". American family physician 86 (4): 334–40. PMID 22963022. Newton, CR (29 September 2012). "Epilepsy in poor regions of the world.". Lancet 380 (9848): 1193–201. doi:10.1016/S0140-6736(12)61381-6. PMID 23021288. Saraceno, B; Avanzini, G; Lee, P, eds. (2005). Atlas: Epilepsy Care in the World. World Health Organization. ISBN 92-4-156303-6. Retrieved 20 December 2013. Subasi A, Ercelebi E. Classification of EEG signals using neural network and logistic regression. Computer Methods and Programs in Biomedicine 2005;78(2): 87-99. Bradley WG, Trescher WH, Lesser RP. Neurology. 3th ed. clinical practice. 2004; 710- 762. Mohseni HR, Maghsoudi A, Shamsollahi M. Seizure detection EEG signals: A comparison of different approaches. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc; 2006; 6724-7. Pradhan N, Sadasivan PK, Arunodaya GR. Detection of seizure activity in EEG by an artificial neural network. a preliminary study, Comput Biomed 1996. 29(4): 303-313. Novak D, Lhotska L. EEG and VEP signal processing. Cybernetics, Faculty of Electrical Eng; 2004; 50-53. Adeli H, Dadmeher N, Ghosh-Dastidar S. Mixed-Band wavelet-chaos-neural network methodology for epilepsy and epileptic seizure detection. IEEE Transaction on Biomedical Engineering. 2007; 54(9): 827-833