Použití neuronové sítě pro detekci sekundární bilaterální synchronie výbojů ve spánkovém EEG epileptických pacientů

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá automatickou detekcí interiktálních epileptiformních výbojů (IED) ve skalpovém EEG s důrazem na vý-boje vykazující znaky sekundární bilaterální synchronie (SBS). V první části práce byla provedena rešerše metod detekce IED pomocí neuronových sítí, se zaměřením na jejich vý-konnost oproti jiným algoritmům strojového učení, architektury a úskalí v praktickém na-sazení. Další částí rešerše byl obecný úvod do problematiky epilepsie, interiktálních epi-leptoformních výbojů, elektroencefalografie a fokální kortikální dysplázie (FCD). Následně byl využit předem natrénovaný klasifikátor založený na architektuře VGG16 pro detekci IED, jehož výstup byl dále analyzován po-mocí signálových kritérií (korelace v párových elektrodách, časového zpoždění a tvarové po-dobnosti) za účelem rozpoznání SBS výbojů. Byla provedena kvantitativní analýza těchto výbojů na skupině pacientů s fokální korti-kální dysplázií (FCD) typu I a II a pomocí sta-tistického testu byly porovnány míry výskytu SBS mezi oběma skupinami.

This bachelors thesis focuses on the automatic detection of interictal epileptiform discharges (IEDs) in scalp EEG, with an emphasis on discharges exhibiting features of secondary bilateral synchrony (SBS). The first part of the thesis provides a review of IED detection methods using neural networks, focusing on their performance compared to other machine learning algorithms, architectural design, and challenges in practical deployment. Additionally, the theoretical background includes an introduction to epilepsy, interictal epileptiform discharges, electroencephalography (EEG), and focal cortical dysplasia (FCD). A pre-trained classifier based on the VGG16 architecture was used to detect IEDs. Its outputs were further analyzed using signal-based criteria (correlation in paired electrodes, latency, and waveform similarity) to identify discharges with SBS characteristics. A quantitative analysis of these discharges was performed on a cohort of patients with focal cortical dysplasia type I and II, and the occurrence of SBS was compared between the two groups using a statistical test.