이번 파트부터는 각 문단별로 내용을 요약, 정리하여 글을 작성할 것입니다.
Introduction
1~5까지의 문단으로 이루어져 있다.
각 문단의 중심 내용은 다음과 같다
1) EEG의 개념과 생성 원인, 측정 원리. 주된 진폭과 주기
2) 전극의 위치는 국제 협회의 10~20개 위치로, EEG signal에 영향을 주는 요소들은 다음 섹션에서 다룸
3) EEG는 일반적인 Signal이 아니며, 여러 질병 진단에 사용 가능
4) EEG recording 방식 2가지, EEG 종류에 따른 특징과 주기
5) 선형&비선형 신호처리 기술, 생리학적 이벤트
+ 이어질 섹션의 내용을 간략히 소개
아래부터는, 각 문단의 상세한 내용들을 정리해 보았다.
1) About EEG - 생성 원인, 측정 원리, 진폭과 주기
생성 원인
- 뇌 세포들간의 communication이 electrical impulses로 이루어짐
측정 원리
- 대상자의 두피에 전극을 붙여 측정.
- '피질 신경 세포 억제 (cortical nerve cell inhibitory) & 흥분성' 시냅스후전위 (excitatory postsynaptic potentials) 가 EEG 신호를 생성한다
- 이러한 시냅스후전위 (postsynaptic potentials) 들이 대뇌피질에서 합쳐지고, 두피 표면으로 이어진다.
전형적인 EEG signal의 경우,
- 두피에서 측정된 것을 기준으로
- 10microV ~ 100 microV (마이크로볼트) 의 진폭(amplitude)을 가지고
- 1 Hz ~ 100 Hz (헤르츠) 의 주기 (frequency) 를 갖는다
2) 전극의 위치, 10-20 system
전극의 위치는 국제 협회 IFSE (International Federation of Societies for Electroencephalograpy) 에서 정한 10-20 system 으로 사용한다.
10-20 system
- cerebral cortex (대뇌 피질)을 기반으로 한 영역과 전극의 위치 간의 관계가 base다.
- 신호를 recording 하는 동안, 다양한 유형의 간섭파(interference waves)나 요소들이 EEG Signal에 추가된다.
- EEG Signal에 영향을 주는 다양한 artifacts들에 대해서는 다음 섹션(Intro 다음) 에서 다룬다.
3) EEG는 일반적인 Signal이 아니며, 여러 질병 진단에 사용 가능
EEG signal의 특징
- highly non-Gaussian
- nonstationary
- non-linear nature
EEG는 질병과 증상에 관련된 뇌를 진단하는 것에 사용되는 noninvasive technique (비침습형 기술) 이다.
많은 신경학적 질병을 판단하는 것에 도움이 된다.
- epilepsy (뇌전증)
- tumor (종양)
- cerebrovascular lesions (뇌혈관 병변)
- depression (우울증)
- problems associated with trauma (트라우마 관련 문제들)
EEG의 기록은 brain activity에 따라 다르고,
이러한 질병을 가진 abnormal person(비정상적인) 의 brain activity (뇌활동) 은 signal processing methods로 정상인과 쉽게 구별이 가능하다.
4) EEG recording 방식 2가지, EEG 종류에 따른 특징과 주기
EEG recording types
1. monopolar
귓불(ear lobe) 에 부착된 기준 전극 (reference electrode)와
두피의 활성 전극 (active electrode) 간의 전압 차이 (voltage difference) 를 이용
2. bipolar
두피 전극 두 개 사이의 전압 차이 (voltage difference)를 측정
EEG signals의 종류
1. Delta, ~ 3Hz
최대 1세 유아, 숙면 중이 성인 (에서 두드러진다)
infants up to 1 year and deep sleep stages of normal adults
2. Theta, 4~8 Hz
유아, 어린이 졸음, 취침 성인
normal infants, drowsiness children, sleep in adults
3. Alpha, 8~13 Hz
편안한 상태의 성인
noraml relaxed adults
- 양 쪽 머리의 뒤쪽 영역 (posterior regions of the head) 에서 볼 수 있으며, 우세한 쪽의 진폭이 더 높다.
진폭은 대부분 50 microV 보다 낮으며, 후두부에서 (occipitals) 관측된다.
4. Beta, 13~30 Hz
경계, 걱정, 긴장 상태의 피험자 (subjects)
- alpha파와는 반대로 정면 부분(frontal portion) 에서 우세하다
(낮을수록 편안~)
5) 선형&비선형 신호처리 기술과 생리학적 이벤트
Brain signal은 개개인과 나이, 정신 상태에 따라 바뀐다.
time scale (시간 척도) 로도 증상의 발생이 나타난다.
그래서 몇십억개의 상호연결된 뉴런들의 양상과 역동성을 이해하는 것은,
몇 가지 선형&비선형 신호처리 기술과, 이들과 생리학적 events 간의 상관관계를 알아야 한다.
생물학적 시계열 분석의 중요성은 비선형 분석 분야에서 인식되어 왔다.
non-linear analysis 접근법의 몇가지 features는 생리학적 현상의 숨겨진 중요한 역동적인 특성을 감지하기 위해 제안되어왔다.
chaos의 개념을 기반으로 한 non-linear dynamical techniques는 약학과 생물학을 포함한 많은 분야에 적용되어 왔다.
+) 이어질 Section의 내용 일부 간략히 소개
- Effect of various events on EEG signal
- EEG signal and sleep
- EEG signal and epilepsy
- EEG signal and drugs/anesthesia