XX International Symposium of Electrical Engineering "SIE 2023"

XX International Symposium of Electrical Engineering

SIE 2023

Generalization of data augmentation to reduce the number of epochs to average

Abstract

The waveform obtained after averaging several EEG signal recordings, acquired under stimulation, is an Event Related Potential. When the stimulus used is sensory, the potentials obtained are called Evoked Potentials. Evoked Potentials are used in different areas of research and clinical practice. Their versatility and ability to provide objective information about brain function makes them a valuable tool in the field of neuroscience and medicine. Although signal averaging is the technique commonly used to obtain evoked potentials, it also has several limitations. One of the limitations is the need to perform multiple trials to obtain reliable evoked potentials and maximize SNR. This implies additional time for recording and processing data. Furthermore, the reliability of the recorded responses is not guaranteed, as a result of the habituation process to the stimulation that the subject under study may present. Taking this problem into account, the objective of this work is to improve the SNR in obtaining Evoked Potentials using a smaller number of records to average, using data augmentation. With the proposed method, an improvement of up to approximately 9.77 ± 2.65 dB is obtained with respect to the traditional signal average for the same number of records. It is concluded that an adequate increase in data allows improving the estimated SNR values without the need to make new records.

Resumen

La forma de onda que se obtiene luego de promediar varios registros de señal de EEG, adquirida bajo estimulación, es un Potencial Relacionado con Evento. Cuando el estímulo usado es sensorial, los potenciales obtenidos se denominan Potenciales Evocados. Los Potenciales Evocados son usados en diferentes áreas de la investigación y la práctica clínica. Su versatilidad y capacidad para proporcionar información objetiva sobre la función cerebral los convierte en una herramienta valiosa en el campo de las neurociencias y la medicina. A pesar de que el promedio de señales es la técnica comúnmente usada en la obtención de los potenciales evocados, también presenta varias limitaciones. Una de las limitaciones es la necesidad de realizar múltiples ensayos para obtener potenciales evocados confiables y maximizar la SNR. Esto implica un tiempo adicional de grabación y procesamiento de datos. Además, no se garantiza la confiabilidad de las respuestas registradas, producto del proceso de habituación a la estimulación que puede presentar el sujeto bajo estudio. Teniendo en cuenta esta problemática, el objetivo de este trabajo es mejorar la SNR en la obtención de los Potenciales Evocados usando un menor número de registros a promediar, a partir del uso de aumento de datos. Con el método propuesto se obtiene una mejora de hasta aproximadamente 9,77 ± 2,65 dB con respecto al promedio de señales tradicional para igual cantidad  de registros. Se concluye que un adecuado aumento de datos permite mejorar los valores de SNR estimados sin necesidad de realizar nuevos registros.

About The Speaker

Idileisy Torres Rodríguez

MsC. Idileisy Torres Rodríguez

UCLV Flag of Cuba

Discussion

Practical Info
Presentation
Spanish / Español
November 13, 2023 4:10 PM
10 minutes
Salón Principal SIE 2023
Authors
MsC. Idileisy Torres Rodríguez
Beatriz Peón-Pérez
Diamir De Ávila Rodríguez
Samuel Cárdenas Herrera
Alberto Taboada-Crispi
Keywords
Evoked potentials
SNR
aumento de datos
data augmentation
potenciales evocados
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