10 marca 2026
Niniejsze badanie przedstawia ustandaryzowany i powtarzalny protokół implementacji narzędzia do analizy EEG przestrzenno-czasowo-częstotliwościowej (STFEEG) do dekodowania EEG obrazów motorycznych, łącząc konfigurowalną segmentację przestrzenno-czasowo-częstotliwościową, ekstrakcję cech opartą na wspólnych wzorcach przestrzennych (CSP), algorytmy wielokrotnej klasyfikacji oraz możliwości wizualizacji.
Praca ta rozwija zestaw narzędzi oparty na grafice graficznym do zabawnych obrazów z silnikami siatkowymi, dekodowania EEG oraz interpretowalnej analizy przestrzenno-czasowo-częstotliwościowej. Istniejące platformy nie mają zintegrowanej konfiguracji siatki przestrzennej, czasowej i częstotliwościowej z intuicyjną wizualizacją do analizy EEG w obrazowaniu motorycznym. Aby zacząć, pobierz narzędzie STFEEG z repozytorium online.
Rozpakuj pobrany plik do lokalnego folderu i znajdź plik instalacyjny, STFEEG-Tool. mlappinstall, w wyodrębnionych treściach. Kliknij dwa razy na STFEEG-Tool.
MLAPPINSTALL, aby uruchomić instalator i postępować zgodnie z instrukcjami na ekranie, aby zakończyć instalację. Po pobraniu przykładowego pliku MAT, uruchom graficzny interfejs użytkownika narzędzia STFEEG, aby otworzyć okno analizy EEG Motor Imagery. W panelu Ładowania danych kliknij Przeglądarkę obok Ścieżki Danych i wybierz folder zawierający przygotowany plik MAT.
Teraz kliknij Przeglądarkę obok Save Path i wybierz folder wyjściowy, aby uzyskać wyniki. Kliknij na Load w panelu Data Loading, aby zaimportować plik MAT. W panelu Strategia Segmentacji głównego graficznego interfejsu użytkownika kliknij Edytuj, aby otworzyć okno konfiguracji segmentacji, gdzie domyślne ustawienia parametrów są już dostępne.
Aby skonfigurować okna czasowe, wybierz zakładkę Okna Czasowe w oknie konfiguracji. Wprowadź wartości startowe, końcowe i interwałowe, aby zdefiniować okna czasowe. Następnie kliknij Dodaj i dodaj wygenerowane okna do listy.
Aby usunąć istniejące okno, kliknij prawym przyciskiem myszy na odpowiadający mu wiersz w tabeli i wybierz Usuń. Aby skonfigurować pasma częstotliwości banku filtrów, wybierz zakładkę Pasma częstotliwości w oknie konfiguracji. Wprowadź wartości początkowe, końcowe i interwałowe, aby zdefiniować pasma częstotliwości.
Następnie kliknij Dodaj i dodaj wygenerowane pasma do listy. Aby usunąć istniejące pasmo częstotliwości, kliknij prawym przyciskiem myszy na odpowiadający wiersz w tabeli i wybierz Usuń. Aby skonfigurować segmentację przestrzenną według grup kanałów, wybierz zakładkę Segmentacja przestrzenna w oknie konfiguracji.
Kliknij Przeglądarkę obok Grupy kanałów, aby wybrać plik MAT-a definicji grup kanałów. Kliknij na Zastów, aby załadować wybrany plik grupy kanałów i zaktualizować listę grup numerów kanałów. Jeśli plik lokalizacji kanału został wybrany w Lokalizacji kanału, narzędzie ładuje go także do kolejnych wizualizacji skalpów.
Kliknij OK na dole okna segmentacji, aby zastosować zaktualizowane okna czasowe, pasma częstotliwości i segmentację przestrzenną. Panel strategii segmentacji głównego graficznego interfejsu użytkownika jest odpowiednio aktualizowany. W panelu Konfiguracja klasyfikacji wybierz metodę Extract Feature z menu rozwijanego.
Ustaw nCSP tak, aby zachowywał cechy z obu końców wektora cech. Następnie wybierz klasyfikatory, zaznaczając odpowiednie pola. Ustaw Numer Pasm Wyboru, aby określić, ile drobnoziarnistych segmentów lub cech jest zachowywanych w selekcji opartej na owijaniu.
Ustaw Cross-Validation (Cross-Validation), aby określić liczbę foldów dla k-krotnej walidacji krzyżowej na danych pociągu i etykietach pociągów. Następnie kliknij Cross-Validation, aby wykonać k-krotną walidację krzyżową. Przejrzyj podsumowanie wyników wyświetlane w panelu Wyników.
Przejrzyj Mapę Topograficzną Czasowo-Częstotliwościową, aby zidentyfikować wzorce dyskryminujące w czasie, częstotliwości i obszarach skóry głowy. Przejrzyj Mapę Znaczenia Grup Elektrod, aby zidentyfikować grupy kanałów, które najbardziej przyczyniają się do dekodowania. Mapa topograficzna Time-Frequency Topographical ilustrowała przestrzenny rozkład rozróżniających wzorców EEG pomiędzy częstotliwością i segmentami czasowymi.
Mapa istotności grupy elektrod określiła wkład predefiniowanych grup elektrod w wydajność dekodowania. Protokół ten zarówno standaryzował dekodowanie, ilościową ocenę, jak i wizualizację wzorców EEG obrazów ruchowych specyficznych dla badanego. Kluczowym wyzwaniem jest zapewnienie, aby wstępne przetwarzanie klasyfikacji i segmentacja wieloskalowa pozostały elastyczne i praktyczne w różnych zbiorach danych.
Ten sposób pracy pozwala wykryć interpretowalną analizę różnic specyficznych dla poszczególnych osób oraz kierować rozwojem bardziej adaptacyjnych i uogólnialnych modeli dekodowania MI-EEG.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejszy artykuł przedstawia STFEEG-Tool – narzędzie oparte na graficznym interfejsie użytkownika (GUI), zaprojektowane do standaryzowanej, powtarzalnej i interpretowalnej analizy czasowo-przestrzenno-częstotliwościowej danych EEG z wyobrażeniem ruchowym (MI-EEG). Narzędzie to rozwiązuje problem braku zintegrowanych i przyjaznych dla użytkownika przepływów pracy służących do precyzyjnej ekstrakcji cech i dekodowania MI-EEG, wspierając zarówno badania naukowe, jak i praktyczne zastosowania w neurorehabilitacji.
Zunifikowana i interpretowalna analiza EEG jest kluczowa dla rozwoju badań nad interfejsami mózg-komputer opartymi na wyobraźni ruchowej (MI-BCI) oraz translacyjnej neurotechnologii. STFEEG-Tool rozwiązuje problemy związane z powtarzalnością i integracją przepływu pracy, umożliwiając precyzyjną ekstrakcję cech przestrzenno-czasowo-częstotliwościowych oraz solidną ewaluację ilościową. Możliwość ta wspiera pewność prognostyczną i selekcję projektów w ramach wczesnych etapów badań i rozwoju (R&D) w obszarze neurotechnologii i neurerehabilitacji.
Narzędzie STFEEG-Tool integruje się z continuum od etapu odkrycia do badań przedklinicznych poprzez standaryzację segmentacji danych MI-EEG, ekstrakcji cech oraz oceny klasyfikatora.