Improving auditory steady-state response detection using multichannel EEG signal processing

摘要

De mogelijkheid om geluiden te horen en te verwerken is cruciaal voor zowel jong als oud. Wanneer volwassenen ouder worden, vermindert de kwaliteit van het geluid en in het bijzonder van de spraak die men waarneemt. Als het gehoorverlies te ernstig wordt, kan sociale isolatie optreden. Voor kinderen betekent dit verlies een obstakel voor een normale spraak- en taalontwikkeling. Vooral voor hen is het belangrijk om dit gehoorverlies zo vroeg mogelijk op te sporen en er gepast op te reageren. Om deze reden zou het gehoor van alle pasgeborenen moeten worden gecontroleerd. Als het resultaat van deze 'screening' niet op een normaal gehoor wijst, is meer gedetailleerde gehoorschatting nodig. Het probleem hier is wel dat de standaard gebruikte gedragstesten niet kunnen gebruikt worden. Daarom dat deze testen moet terugvallen op objectieve fysiologische technieken die niet beïnvloed worden door slaap of sedatie. De laatste decennia werd er gefocust op een techniek die gebruikt maakt van auditieve steady-state responsen (ASSR) om gehoordrempels te schatten op verschillende frequenties.In dit onderzoeksproject proberen we de meettijd te verkorten van de ASSR-techniek en zijn robuustheid te vergroten tegen ongewenste artefacten zoals spieractiviteit en oogbewegingen. Dit doel wordt bereikt door meerkanaals verwerking van elektroencephalogram (EEG) metingen. Om te beginnen hebben we een opstelling gebouwd waarmee het mogelijk is om zelfgemaakte stimuli aan te bieden aan de proefpersoon en om meerkanaals EEG op te meten. Daarna wordt het effect van twee types meerkanaals signaalverwerking onderzocht die toegepast worden op deze meerkanaals data. Zowel het gebruik van onafhankelijke component analyse (ICA) als een meerkanaals Wiener filter (MWF) maakt het mogelijk om een significante meettijdreductie te bekomen ten opzichte van de standaard éénkanaals metingen. Nadien worden deze ICA- en MWF-gebaseerde benaderingen samengesmolten in een proceduraal meerkanaals raamwerk dat opgebouwd is met bouwstenen uit de detectietheorie. Er wordt aangetoond dat deze benadering het aantal detecties significant vergroot vergeleken met een ruisgewogen éénkanaals techniek wanneer EEG wordt gebruikt dat veel artefacten bevat. Om af te sluiten worden de optimale elektrodeposities bepaald voor het opmeten van ASSR die hoofdzakelijk gegenereerd worden in de hersenstam (en de auditieve cortex). Deze posities garanderen een bijna-optimale schatting van de gehoordrempels van de proefpersoon.