МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА

Разработка AUC-диаграмм для анализа межполушарной асимметрии амплитудно-частотных характеристик ЭЭГ для выявления отсроченной ишемии головного мозга вследствие нетравматического субарахноидального кровоизлияния

1Сушкова О.С., 1Морозов А.А., 1Кершнер И.А., 2Окунева И.В., 2Синкин М.В.
1Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, http://www.cplire.ru/
Москва 125009, Российская Федерация
2НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, Отделение неотложной нейрохирургии, https://sklif.mos.ru/
Москва 129090, Российская Федерация
E-mail: o.sushkova@mail.ru, morozov@cplire.ru, ivan.kershner@gmail.com, okunevaiv@mail.ru, mvsinkin@gmail.com

Поступила 28.05.2023, рецензирована 05.06.2023, принята 12.06.2023

Аннотация: В статье описан новый вид AUC-диаграмм, предназначенный для анализа межполушарной асимметрии амплитудно-частотных характеристик электроэнцефалограмм (ЭЭГ) пациентов, перенёсших субарахноидальное кровоизлияние, а также новая разновидность карт головы – карты межполушарной асимметрии ЭЭГ. AUC-диаграммы являются новым статистическим инструментом выявления закономерностей в биомедицинских сигналах. Идея AUC-диаграмм заключается в визуальном представлении зависимости площади под ROC-кривой (area under curve, AUC) при сравнении выборок данных от границ диапазона некоторой исследуемой характеристики этих данных, например, частоты, амплитуды и др. В статье продемонстрировано, что указанный принцип анализа данных позволяет выявить некоторые признаки послеоперационных осложнений, которые могут возникать у пациентов, проходящих лечение в реанимационном отделении. Известно, что признаками таких осложнений являются изменения амплитуды и частоты колебаний ЭЭГ в нейрофизиологических диапазонах частот дельта, тета, альфа и бета, однако изменения амплитуды могут быть вызваны и другими причинами, включая состояние сна и воздействие фармакологических препаратов. Изменения амплитуды, вызванные послеоперационными осложнениями, позволяет выявить анализ межполушарной асимметрии ЭЭГ пациента. Разработанная разновидность AUC-диаграмм и карты межполушарной асимметрии ЭЭГ помогают автоматизировать такой анализ ЭЭГ. Эффективность разработанного статистического инструмента продемонстрирована на примере анализа данных двух пациентов с клинически подтверждённой отсроченной ишемией головного мозга после субарахноидального кровоизлияния.

Ключевые слова: AUC-диаграммы, ROC-анализ, ЭЭГ, частотные диапазоны ЭЭГ, межполушарная асимметрия, карты головы, карты межполушарной асимметрии, отсроченная ишемия, субарахноидальное кровоизлияние, биомедицинские сигналы

УДК 519.67, 612.1, 53.083, 519.24, 004.93

РЭНСИТ, 2023, 15(2)139-152 DOI: 10.17725/rensit.2023.15.139

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/493/15(2)139-152.pdf