Локализация электрической активности мозга с помощью пространственной фильтрации с линейными ограничениями и минимальной дисперсией

Описан и проанализирован метод пространственной фильтрации для локализации источников электрической активности мозга по данным поверхностной регистрации. Пространственные фильтры реализуются как взвешенная сумма данных, зарегистрированных в разных точках. Веса выбирают таким образом, чтобы минимизировать мощность на выходе фильтра при соблюдении линейного ограничения. Линейное ограничение обеспечивает прохождение электрической активности мозга из заданной области, а минимизация мощности подавляет активность, исходящую из других областей. Для получения карты индекса нейронной активности оценённую мощность на выходе фильтра в каждой точке нормируют на оценённую мощность шума в соответствующей точке. Источникам активности соответствуют максимумы на карте индекса нейронной активности. Метод не требует предварительных предположений о числе активных источников или их геометрии, поскольку использует пространственную ковариацию электрической активности источников. В статье представлены разработка и анализ метода, а также исследована его чувствительность к расхождениям между фактическими и предполагаемыми моделями данных. Обсуждается влияние на алгоритм оценки ковариационной матрицы, корреляции между источниками и выбора референтного электрода. Эффективность подхода проиллюстрирована на смоделированных и экспериментальных данных.