Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Bilişim Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Öğrenci: EDA AKMAN AYDIN
Danışman: İNAN GÜLER
Özet:Beyin Bilgisayar Arayüzleri (BBA) beynin normal çıkış yolları olan kas ve sinir hücrelerini kullanmaksızın, kullanıcının niyeti ya da harici uyaranlarla birlikte beyin aktivitesinde meydana gelen değişimlerin çözümlenmesi yoluyla, beyin ve çıkış birimleri arasında doğrudan iletişim kanalı sağlayan sistemlerdir. BBA tabanlı ortam kontrol uygulamaları özellikle nöromusküler hastalıklara sahip kişilerin öz yeterliliklerinin ve yaşam kalitelerinin arttırılması açısından önemli uygulamalardır. BBA tabanlı ortam kontrolü üzerine sürdürülen çalışmalara rağmen, bu sistemler henüz yaygın klinik kullanımını desteklememektedir. Yüksek doğruluk ve iletişim hızı, kullanım kolaylığı, mobil ve asenkron sistem tasarımı gereksinimleri BBA sistemlerinin laboratuvar ortamlarından çıkarılarak gerçek yaşam uygulamalarına dönüşmesinin önündeki engellerdir. Bu çalışmada, BBA sistemlerin gerçek yaşama uyarlanabilir klinik uygulamalara dönüştürülmesine katkıda bulunmak amacıyla ortam kontrolüne yönelik olarak tasarlanmış P300 tabanlı asenkron bir BBA uygulaması geliştirilmiştir. BBA sisteminde giriş sinyali olarak olaya ilişkin potansiyellerin P300 bileşenleri kullanılmıştır. P300 yanıtlarının oluşabilmesi için Bölgesel Tabanlı Paradigmaya (BTP) dayalı bir uyaran arayüzü hazırlanmıştır. Öznitelik çıkarma amacıyla önişleme ve Ayrık Dalgacık Dönüşümü (ADD) olmak üzere iki ayrı yöntem, verilerin sınıflandırılması amacıyla ise Lineer Diskriminant Analizi (LDA) kullanılmıştır. Önerilen öznitelik çıkarma yöntemlerinin performansı BBA Yarışması III Veri Kümesi II üzerinde Lineer Diskriminant Analizi (LDA), Stepwise Lineer Diskriminant Analizi (SWLDA) ve Destek Vektör Makineleri (DVM) kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu çalışmada ayrıca, dinamik durdurma ve kontrol durumu belirleme fonksiyonlarını içeren asenkron bir BBA tasarımı önerilmiştir. Önerilen asenkron BBA algoritması kontrol durumunu belirlemek için sistemin kontrol durumundaki çıkış örüntüsünü ve dinamik durdurma işlevi için ise ROC eğrisinin optimum çalışma noktası ile belirlenen eşik değerlerini kullanmaktadır. Kullanıcının hareket özgürlüğünün arttırılması amacıyla BBA sistemi ile kontrol edilecek çıkış birimleri arasındaki iletişim internet üzerinden sağlanmış, bu amaçla gömülü bir web sunucu geliştirilmiştir. Senkron BBA sonuçları, bu çalışmada önerilen sinyal işleme tekniklerinin düşük tekrar sayısında yüksek doğruluklara erişebildiğini göstermektedir. BTP'nin iki seviyeli seçim yaklaşımı çevrimiçi BBA sistemleri için kontrol doğruluğunu arttırırken asenkron BBA'lar için boşta çalışma doğruluğunun %100'e erişmesini sağlamıştır. Asenkron BBA sisteminin dinamik durdurma fonksiyonu kullanıcılara sistemi kendi hızlarında kontrol edebilme özgürlüğü sağlamaktadır. Elde edilen sonuçlar, önerilen P300 tabanlı asenkron BBA sisteminin gerçek yaşam uygulamaları için uygun olduğunu göstermektedir