edaを読む - Githubissues

stgkrt commented 3 months ago

とりあえずedaのnotebookを読んでデータの雰囲気をつかむ

stgkrt commented 3 months ago

日本語EDA

波の種類

デルタ波（Delta waves）: 約0.5〜4ヘルツ：深い睡眠時に観察される。
シータ波（Theta waves）: 約4〜8ヘルツ：リラックスした状態、または睡眠時に見られる。
アルファ波（Alpha waves）: 約8〜13ヘルツ：目を閉じてリラックスした状態で観察される。
ベータ波（Beta waves）: 約13〜30ヘルツ：目を開けて活動的な状態で見られる。
ガンマ波（Gamma waves）: 約30ヘルツ以上：高度な認知機能と関連している。

LPD/GPD/LRDA/GRDA/SEIZURE の説明と波形の特徴

LPD

側方性周期放電（LPD）は通常、急性または亜急性の脳機能障害に関連しており、多くの場合、構造的脳病変または急性脳損傷に関連している。
EEGデータから明確に区別できる鋭い波形または複合体で構成される。通常、これらの鋭い波の後には遅い波の成分が続く。
一般的な特徴・・・EEG データでは、LPD は規則的で輪郭の鋭い波形として表示され、一定の間隔で繰り返し周期性を持つ。通常片側性であり、左半球または右半球のいずれかに影響を及ぼす。これは解釈における重要な側面である。

GPD

全般性周期放電 (GPD) は、びまん性または全身性の脳機能障害に関連することが多い EEG パターンである。
一般的な分布・・・名前の通り、脳の全領域にわたって周期的な放電がみられる。
周期性・・・LPD と同様に、GPD は繰り返しパターンを示す。他の全身性の脳波の以上パターンとの区別に大きく役立つ特徴である。
波形の特徴・・・GPD は通常、形状や持続時間が異なる、繰り返しの輪郭がはっきりした波形で構成される。

LRDA

側方化リズムデルタ活動 (LRDA) は、通常デルタ周波数範囲のリズミカルな遅波活動（低周波数）を特徴とする特定の EEG パターンを指し、一般的に1つの半球に局在する。
波形の特徴・・・LPD の鋭い波形とは異なり、LRDA は、主にデルタ周波数範囲 (1 ～ 4 Hz) の、よりスムーズでリズミカルな波形によって定義されます。

GRDA

一般化リズムデルタ活動 (GRDA) は、脳の両半球全体に均一に分布するリズムデルタ活動を特徴とするEEGパターン。
一般的な分布・・・GRDA は、両方の半球が (多くの場合対称的に) 含まれるという点で LRDA とは異なる。連続または準連続のリズミカルデルタ波によって定義される。GPD と比較して、活動はゆっくり（＝低周波成分が多い）とよりリズミカル。
SEIZURE
発作（Seizure）は、脳の異常な神経活動が引き起こす一時的な脳機能の変化で、通常は急激な神経細胞の活動の変化に起因する。
脳波データにおいて、発作は異常な高周波活動や異常なパターンの発生といった特徴的な波形で示されることがある。
通常、急激なスパイク（高い振幅の波）とそれに続くウェーブ（低い振幅の波）の組み合わせが見られる。これは、脳の異常な同期活動を反映している。
発作時には通常、高周波の活動（ベータやガンマ帯域）が増加する。急激な変化なので、比較的特徴をつかみやすい。

備考

二つの図で同じspectrogram_idの可視化をしているが、縦軸のスケールが大きく違う。これは、brain-eeg-spectrogramsのスペクトログラムは、メル周波数スペクトログラムであることも関係していると思われる。

疑問点

スパイクとかがあるならバンドパスで中間周波数だけとったら認識できなくないか？
メルにすると高周波がさらに消えちゃうのでは？
生データのサンプリングは？エイリアシングとか考えなくていいの？

tttza commented 3 months ago

元の論文に対して、GPT に聞いてみた結果も貼っておきます。

概要

この文書には、重篤な病状の患者における脳波パターンの標準化された用語に関するガイドラインが記載されています。特に、以下の脳波パターンの特徴と傾向について詳細が述べられています：

LPD（側頭葉周期性放電）: 側頭葉に関連した周期的な放電で、発作と高い関連性があります。
GPD（全般性周期性放電）: 全脳にわたる周期的な放電で、しばしば発作と関連しています。
LRDA（側頭葉リズミックデルタ活動）: 特定の側頭葉に局在するリズミックなデルタ波で、急性の発作と関連があります。
GRDA（全般性リズミックデルタ活動）: 全脳にわたるリズミックなデルタ波で、発作との関連は低いです。
これらのパターンは、発作のリスク評価や治療計画において重要な役割を果たします。また、文書ではこれらのパターンの頻度、持続時間、および「プラス」修飾子の有無など、臨床的に意味のある修飾子についても言及しています。例えば、高頻度、長持続、または「プラス」修飾子がある場合、急性発作のリスクが高まることが示されています。

LPD

この文書は、重症患者の脳波(EEG)パターンの標準化された用語に関するもので、特にLPD（局所周期性放電）の特徴について詳細に説明しています。LPDは、脳波の中で特定のリズミカルなパターンを示し、しばしば発作活動と関連しています。以下はLPDの主な特徴です：

発生頻度: LPDは、一定の間隔で繰り返し発生する脳波パターンです。
形態: 通常、尖ったピークとそれに続く遅い波を持ち、非対称的であることが多いです。
関連症状: LPDは、しばしば急性発作や神経疾患と関連しており、診断や治療の指標となることがあります。

LPDの検出モデルを作成する際には、これらの特徴を考慮に入れ、脳波データからこれらのパターンを正確に識別できるようにする必要があります。また、文書には多くの専門用語が含まれており、それらの定義と使用例が提供されています。これらの情報をモデルの開発に役立てることができます。

GPD

この文書の一部では、GPD（一般化周期放電）の脳波パターンについて説明しており、以下の特徴が挙げられています：

同期性と対称性: GPDは両側で同期しており、対称的なパターンです。
前頭葉優位: GPDは前頭葉での電圧が後頭葉よりも少なくとも50%大きいことがあります。
周波数: GPDの典型的な周波数は2.5Hz以下ですが、10秒未満の非常に短いRPP（リズミックおよび周期的パターン）の場合は、2.5Hz以上の周波数が適用されることがあります。

これらの特徴をモデルに組み込むことで、GPDの検出が可能になるかもしれません。ただし、実際のEEGデータに適用する際には、さらに詳細な分析と調整が必要になるでしょう。機械学習やパターン認識の技術を使用して、これらの特徴を識別するアルゴリズムを開発することをお勧めします。

LRDA

この文書の一部では、LRDA（側方化リズミックデルタ活動）という脳波パターンについて説明しており、重要な特徴を以下のようにまとめることができます：

発生の頻度: LRDAは、急性発作と強く関連しています。
パターンの種類: このパターンは、一般的な周期的放電（LPDs）、側方化リズミックデルタ活動（LRDA）、および一般化周期的放電（GPDs）といったリズミックおよび周期的パターン（RPPs）の一部です。
臨床的意義: LRDAは、LPDsと同等の発作と関連しており、特定の修飾子が臨床的に重要な意味を持つことが示されています。
修飾子の影響: 高頻度（特に1.5Hz以上）、高頻度、長期間、および「プラス」修飾子を持つパターンは、急性発作の可能性が高いことが示されています。

これらの特徴は、LRDAの検出モデルを作成する際に考慮すべき重要な要素です。文書には、これらのパターンの詳細な定義や例が含まれている可能性がありますので、モデルの開発に役立ててください。また、この文書は多くの専門家による広範な議論と投票を経て作成されており、その信頼性が高いことが示されています。

GRDA

この文書の一部では、GRDA（一般化リズミックデルタ活動）という脳波パターンが、重篤な患者の臨床的意義に関する多くの調査で研究されています。GRDAは、一般化周期放電（GPDs）や側方化リズミックデルタ活動（LRDA）などの他のリズミックおよび周期的パターン（RPPs）とともに、発作と高い関連性があることが示されています。以下はGRDAの主な特徴です：発作との関連性: GRDAは発作と関連があり、特にその頻度、持続時間、および「プラス」修飾子の有無が発作の可能性と関連しています。

頻度: GRDAは通常、低い頻度（特に1.5Hz以下）で観察されます。
持続時間: 長い持続時間は、発作のリスクが高いことを示しています。
「プラス」修飾子: 「プラス」修飾子が付いているGRDAは、発作の可能性が高いことを示しています。

これらの特徴をモデルに組み込むことで、GRDAの検出が可能になるかもしれません。ただし、これらのパターンの解釈には専門的な知識が必要であり、臨床的文脈でのみ使用されるべきです。検出モデルの開発には、これらのパターンを正確に識別できるように、十分なトレーニングデータと検証が必要です。

プラス修飾子

「プラス」修飾子は、脳波(EEG)パターンの分類において使用される用語で、特定のパターンが発作と関連している可能性が高いことを示すために用いられます。この修飾子は、周期的またはリズミカルなパターンが、通常よりも臨床的に重要であると考えられる場合に付け加えられます。例えば、周期的な放電やリズミカルなデルタ活動が「プラス」修飾子を伴う場合、それは発作のリスクが高いと評価されることを意味します。具体的には、以下のような特徴を持つパターンに「プラス」修飾子が付けられることがあります：

鋭いコンポーネント: 放電に鋭い波形が含まれている。
頻度の増加: 放電の頻度が高い。
持続時間の増加: 放電が長時間持続する。
多相性: 放電が複数の波形を含む。これらの特徴は、発作のリスクが高まっていることを示唆しており、治療計画やリスク評価において重要な情報となります。検出モデルを作成する際には、これらの特徴を識別し、適切に反映させることが重要です。