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Kurzfassung

Dieser Erfindung von Forschern der TU Ilmenau liegt die Idee zu Grunde, ein effektives, in Echtzeit realisierbares Verfahren zur Interpolation von gestörten EEG-Kanälen zu entwickeln, um diese aus Messungen der übrigen Kanäle für jeden einzelnen Zeitpunkt rekonstruieren zu können.

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Hintergrund

Der Erfindung der Forscher des Fachgebietes Biomedizinische Technik der TU Ilmenau liegt die Aufgabe zu Grunde, ein effektives und in Echtzeit realisierbares Verfahren zur Interpolation von gestörten oder ausgefallenen Elektroenzephalographie(EEG)-Kanälen zu entwickeln, um diese aus den Messungen der übrigen Kanäle für jeden einzelnen Zeitpunkt rekonstruieren zu können. Gestörte EEG-Kanäle treten z. B. häufig bei mobilen Anwendungen auf.

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Bilder & Videos

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Lösung

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird für die Interpolation der EEG-Daten erstmals Compressed Sensing auf Basis der räumlichen harmonischen Analyse (SPHARA) eingesetzt. Compressed Sensing ist ein innovatives Konzept aus der Bild- und Signalverarbeitung mit dem Ziel, Daten im Akquirierungsprozess selbst in komprimierter Form zu erfassen. Im Anschluss wird aus der unterabgetasteten Messung das gesuchte Signal über die Lösung eines L1-regularisierten Optimierungsproblems rekonstruiert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren ist das Ergebnis weitestgehend unabhängig von der Lage der ausgefallenen Sensoren. 

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Vorteile

- Verbesserung der Signalqualität bei mobilen EEG-Anwen-dungen und bei neuartigen EEG-Sensorsystemen mit trockenen Elektroden,

- Effizientes und robustes Verfahren zur Unterdrückung von Störungen von EEG-Kanälen,

- Extraktion der größtmöglichen Informationsmenge aus den gemessenen EEG-Daten und

- Transformation zwischen verschiedenen EEG-Messlayouts, z. B. zur Überführung von EEG-Messdaten einer modernen EEG-Haube mit einer großen Anzahl an Sensoren in das im klinischen Alltag gebräuchliche 10-20-System

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Anwendungsbereiche

Anwendungsgebiete der Erfindung sind die Analyse der Aktivität des Gehirns bei Menschen oder Tieren u. a. für medizinische Diagnostik und Therapie, Neurofeedback, Mindmachines und Brain-Computer-Interfaces.