กระบวนการจำแนกการเคลื่อนไหวมือด้วยสัญญาณคลื่นไฟฟ้าสมองสำหรับการฟื้นฟูผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง

Abstract

เทคโนโลยีการติดต่อสื่อสารระหว่างสมองและคอมพิวเตอร์ (Brain-Computer Interfaces - BCI) คือเทคโนโลยีที่เชื่อมต่อระหว่างสัญญาณคลื่นไฟฟ้าสมองกับอุปกรณ์ภายนอกต่างๆ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี BCI เพื่อการฟื้นฟูผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการฟื้นฟูการการเคลื่อนไหวร่างกายส่วนรยางค์บน การฟื้นฟูด้วยเทคโนโลยี BCI มักทำโดยการฝึกจินตนาการการเคลื่อนไหว งานวิจัยนี้จึงพัฒนากระบวนการจำแนกการจินตนาการการเคลื่อนไหวด้วยสัญญาณคลื่นไฟฟ้าสมอง การจินตนาการการเคลื่อนไหวท่ากำและแบมือเป็นทั้งท่าพื้นฐานในการฟื้นฟูผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองและท่าพื้นฐานในงานวิจัยด้านนี้ ในขณะที่ท่ากระดกข้อมือขึ้นลงและท่าคว่ำและหงายมือเป็นท่าพื้นฐานในการฟื้นฟูผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองเช่นกัน จึงถูกเลือกมาใช้งานวิจัยนี้ งานวิจัยนี้มีผู้ร่วมทดลองสุขภาพดีทั้งหมด 11 คน การทดลองเริ่มจากท่ากำและแบมือ ท่ากระดกข้อมือขึ้นลง และท่าคว่ำและหงายมือตามลำดับ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ตัวจำแนก LDA และ SVM ให้ความแม่นยำในการจำแนกไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ การดึงคุณลักษณะ Filter Bank Common Spatial Pattern ให้ความแม่นยำในการจำแนกสูงกว่าการดึงคุณลักษณะ Whole Band Common Spatial Pattern อย่างมีนัยสำคัญ การจำแนกแบบขึ้นกับชุดทดลองให้ความแม่นยำในการจำแนกสูงกว่าการจำแนกแบบไม่ขึ้นกับชุดทดลองอย่างมีนัยสำคัญ ความแม่นยำในการจำแนกมีแนวโน้มสูงขึ้นเมื่อผู้ร่วมทดลองเข้าร่วมการทดลองมากขึ้น นอกจากนี้ ความแม่นยำในการจำแนกมีค่าสูงขึ้นเมื่อติดตั้งจำนวนช่องสัญญาณมากขึ้น เมื่อพิจารณาถึงความแม่นยำในการจำแนกร่วมกับเวลาและความสะดวกในการติดตั้งอุปกรณ์ ผลการทดลองจากงานวิจัยนี้สนับสนุนให้ติดตั้งช่องสัญญาณจำนวน 9 ตำแหน่ง นอกจากนี้ ผลการทดลองยังแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการจำแนกจินตนาการการเคลื่อนไหวแต่ละท่าซึ่งเกิดการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณคลื่นไฟฟ้าสมองจากสมองซีกเดียวกัน