Procesamiento de la señal EEG para aislar la actividad eléctrica del nervio óptico con fines de diagnóstico temprano de glaucoma

Abstract

Resumen El glaucoma es parte de un grupo de enfermedades oculares que pueden dañar el nervio óptico y obteniendo como resultado la pérdida de visión, actualmente es una de las principales causas de ceguera en el mundo. El glaucoma de ángulo abierto primario (POAG), es una condición crónica que progresa lentamente durante un periodo de tiempo variado sin la percepción de la pérdida de visión hasta que la enfermedad está muy avanzada. El objetivo de esta tesis es la evaluación de diversas técnicas de procesamiento de señales EEG para la obtención del potencial evocado visual (VEP) para su uso en el diagnostico de glaucoma de ángulo abierto primario en etapas tempranas. Entre las técnicas utilizadas están la tradicional llamada promediado, la transformada Wavelet, el filtro Wiener y el análisis de componentes principales (ICA). El filtro Wiener A Priori SNR, es un tipo de filtro adaptativo el cual se encarga de separar el ruido de la señal EEG y de esta manera poder obtener el VEP. El análisis de componentes principales es uno de los métodos de análisis de datos multivariantes más utilizados que permite investigar conjuntos de datos multidimensionales con variables cuantitativas el cual nos ayuda a obtener los componentes de la señal adquirida por medio del BIOPAC. Para la estimulación del nervio óptico y la obtención del VEP/mfVEP se diseñó un sistema de estimulación visual el cual puede generar dos tipos de estímulos el patrón reversible y el patrón multifocal. El patrón reversible nos genera un potencial evocado general de todo el campo visual, donde su gran defecto es que no detecta fallas especificas en el campo visual, en cambio el patrón multifocal nos ayuda a evaluar diferentes zonas del campo visual y poder detectar defectos en zonas específicas del campo visual, ya sea en el centro o en la periferia. Ambos patrones nos ayudan a evaluar si existe algún daño en el nervio óptico y de esta manera poder registrar las señales generadas por el estímulo en la parte occipital del cerebro, región donde se genera la actividad visual. En base a los resultados obtenidos en el presente trabajo se pretende utilizar el filtro Wiener en conjunto con la técnica de promediado como una técnica para la obtención del VEP.

Abstract Glaucoma is part of a group of eye diseases that can damage the optic nerve and result in vision loss, currently is one of the leading causes of blindness in the world. Primary open-angle glaucoma (POAG) is a chronic condition that progresses slowly over a varied period without the perception of vision loss until the disease is very advanced. The objective of this thesis is the evaluation of various EEG signal processing techniques for obtaining the visual evoked potential (VEP) for use in the diagnosis of primary open-angle glaucoma in the early stages. Among the techniques used are the traditional averaged Wavelet transform, the Wiener filter, and the main component analysis (ICA). The Wiener A Priori SNR filter is a type of adaptive filter which is responsible for separating the noise from the EEG signal and thus being able to obtain the VEP. Principal component analysis is one of the most widely used multivariate data analysis methods that allows us to investigate multidimensional data sets with quantitative variables, which helps us to obtain the components of the signal obtained through BIOPAC. For the stimulation of the optic nerve and the obtaining of the VEP/mfVEP, a system of stimulation and visual by means of the multifocal pattern and reverse pattern is designed. The reverse pattern generates a visual evoked potential for all the visual fields, the problem with this stimulus is that does not detect specific locate area in the visual fields, instead the multifocal helps us evaluating different visual fields area, either the center or the periphery. Both patterns help us to assess whether there is any damage to the optic nerve and thus be able to record the signals generated by the stimulus in the occipital part of the brain, a region where visual activity is generated. Based on the results obtained in the present work, the Wiener filter is intended to be used in conjunction with the averaging technique as a diagnosis for obtaining VEP.