Auditory brain response detection using a portable EEG headset

Abstract

Genel olarak, uyarılmış potansiyeller sinir sistemi tarafından bir uyarıcıya yanıtolarak üretilen elektrik sinyalleridir. İşitsel uyarılmış potansiyeller (AEPs) akustikuyarana yant olarak oluşturulur. Işitme sisteminin elektriksel tepkisinin ölçülmesibireylerin işitme durumu hakkında birçok bilgi verir. İşitsel beyin yanıtı (ABR) birişitsel uyarılmış potansiyeldir(AEP) ve EEG teknolojisi ile sinyal işleme teknikleri kullanılarak tespit edilebilir.Bu tezde, bir ABR alglama sistemi tasarlanmıştır. Deney prosedürü 'auditoryoddball paradigm' kullanılarak dizayn edilmiştir. EEG kaydı sırasında, deneye katılankişiye akustik uyaran, EEG kaydedilen yazılıma da uyaran hakkında bir işaretleyici eşzamanlı olarak gönderilmiştir. 13 denekten işitsel uyaran altında EEG verilerini kaydetmekiçin düşük maliyetli, kablosuz bir EEG kayıt cihazı kullanılmıştr. Kaydedilen EEGdatası 'epoch' ayrıştırma, olaya ilişkin potansiyel (ERP) ortalaması alma ve bağımsız bileşen analizi (ICA) yöntemleri kullanılarak işlenmiştir. EEG datasından işitseluyaran hakknda bazı ayırt edici özellikler çıkarılmıştır. Daha sonra, çıkarlan bu özellikler,verilen stimülasyon altında işitmenin oluşup oluşmadğını anlamak amacıyla verileri sınıflandırmak için kullanılmıştır. Deneylerin sonuçları, uygulanan ABR alglamasisteminin % 85 doğruluk payı ile ses ve sessizlik stimülasyonlarını tespit ettiğini göstermiştir.

In general terms, evoked potentials are electrical signals generated by the nervoussystem in response to a stimulus. Auditory evoked potentials (AEPs) are generatedin response to an acoustic stimulus. Measuring the electrical response of auditorysystem gives many information about the status of individuals hearing. Auditory brainresponse (ABR) is an AEP and can be detected using EEG technology and signal processingtechniques.In this thesis, an ABR detection system has been implemented. Experimentprocedure was designed using auditory oddball paradigm. An acoustic stimulus hasbeen sent to the subject and a marker about the stimulus has been sent to the recordingsoftware simultaneously while recording EEG. A low cost, wireless EEG headset wasused to record EEG data under auditory stimulus from 13 subjects. Raw EEG datahas been processed by using epoch extraction, event related potential (ERP) averaging,and independent component analysis (ICA) methods. Some features were extractedabout the auditory stimulus. Then the extracted features were used to classify the datato understand if hearing has occurred or not under given stimulation. Results of theexperiments showed that the implemented ABR detection system detected the soundand silence stimulation with 85% accuracy.