Pipeline EEG: każda transformacja powinna zostawić ślad
Kolejność importu, synchronizacji, kontroli jakości, filtrowania, odniesienia, obsługi artefaktów, segmentacji i raportowania bez uniwersalnych progów.
EEG jest szeregiem czasowym zależnym od aparatury, elektrod, odniesienia, zdarzeń i zachowania osoby badanej. Ten sam plik może prowadzić do innych wyników po zmianie filtra, odrzucania epok lub modelu. Audytowalny pipeline nie ukrywa tej elastyczności — zapisuje decyzje, pokazuje dane przed i po przetwarzaniu oraz pozwala uruchomić alternatywny wariant bez naruszania wejścia.
Opis dotyczy analizy badawczej. Nie służy do oceny klinicznej EEG, rozpoznawania choroby ani podejmowania decyzji dotyczących zdrowia.
Etap 0. Ustal pytanie i jednostkę analizy
Zapisz, czy interesuje Cię odpowiedź związana ze zdarzeniem, moc widmowa, łączność, cecha do modelu predykcyjnego czy inny konstrukt. Wskaż jednostkę obserwacji: uczestnika, sesję, epokę lub próbę. Określ warunki, okno czasu, miarę główną i kryteria jakości przed obejrzeniem końcowego efektu.
Nie dobieraj parametrów wyłącznie po to, aby uzyskać oczekiwany wykres. Analizy eksploracyjne są wartościowe, ale powinny być oznaczone i oddzielone od testu potwierdzającego. Zachowuj warianty konfiguracji oraz wszystkie wyniki, a nie tylko najlepszy.
Etap 1. Import bez utraty źródła
Zachowaj oryginalne pliki urządzenia, log eksperymentu i dokumentację akwizycji w chronionej warstwie źródłowej. Konwersję wykonuj skryptem. Zapisz wersję czytnika, mapowanie nazw kanałów, jednostki, częstotliwość próbkowania, odniesienie podczas akwizycji i informacje o filtrach sprzętowych.
Po imporcie porównaj liczbę próbek, kanałów i zdarzeń, czas trwania oraz skale. Policz sumy kontrolne źródeł i wyników. Jeśli biblioteka automatycznie zmienia jednostkę lub nazwę kanału, zapisz to w raporcie zamiast polegać na pamięci.
Etap 2. Kanały, pozycje i metadane
Każdy kanał powinien mieć jednoznaczną nazwę, typ, jednostkę i status. Wskaż kanały EEG, EOG, ECG, EMG, wyzwalacze i inne pomocnicze wejścia. Zachowaj pozycje elektrod oraz układ współrzędnych, jeżeli są dostępne. Nie nazywaj kanału pomocniczego EEG tylko dlatego, że ma podobny zakres wartości.
EEG-BIDS rozszerza BIDS o zasady organizacji danych elektroencefalograficznych. Struktura pomaga połączyć zapis, kanały, elektrody, zdarzenia i metadane badania. Walidacja BIDS nie sprawdza jednak automatycznie, czy elektrody były poprawnie założone albo sygnał jest przydatny do danego celu.
Etap 3. Zdarzenia i zegary
Porównaj wyzwalacze zarejestrowane przez wzmacniacz z logiem programu prezentującego bodźce. Sprawdź stałe przesunięcie, zmienność opóźnienia, brakujące i podwójne znaczniki oraz dryf w czasie. Narysuj różnicę czasów dla całej sesji.
Zachowaj oryginalne znaczniki. Korektę wykonuj jako osobny krok z parametrami i niepewnością. Jeżeli część zdarzeń nie ma wiarygodnego dopasowania, oznacz ją i wyklucz z analiz zależnych od precyzyjnego czasu zamiast ręcznie dosuwać do oczekiwanego sygnału.
Etap 4. Jakość sygnału przed filtrowaniem
Obejrzyj przebieg w czasie, rozkład amplitud, widmo, kanały stałe lub nasycone, przerwy i zakłócenia sieciowe. Sprawdź, czy problem dotyczy pojedynczej elektrody, fragmentu czy całej sesji. Wygeneruj raport dla każdego uczestnika, również wykluczonego.
Progi powinny wynikać z aparatury, jednostek, protokołu i pytania. Wartości skopiowane z innego laboratorium mogą nie być porównywalne. Zapisz kryterium, wynik metryki, decyzję i przyczynę. Ręczne oznaczenie także jest danymi i wymaga autora, czasu oraz wersji.
Etap 5. Odniesienie i kanały złej jakości
Potencjał EEG jest różnicą, dlatego wybór odniesienia wpływa na wszystkie kanały i interpretację przestrzenną. Opisz odniesienie podczas rejestracji oraz przekształcenie zastosowane w analizie. Nie stosuj średniego odniesienia bez sprawdzenia zasięgu elektrod i jakości kanałów, które wchodzą do średniej.
Najpierw zidentyfikuj kanały złej jakości według jawnej procedury. Jeśli je interpolujesz, zapisz metodę i sąsiedztwo oraz zachowaj listę. Interpolacja może poprawić kompletność macierzy, ale nie przywraca utraconego niezależnego pomiaru.
Etap 6. Filtracja
Raportuj rodzaj filtra, częstotliwości graniczne, rząd lub długość, kierunek, charakterystykę fazową, sposób obsługi brzegów i ewentualne próbkowanie ponowne. Filtr może zmieniać fazę, amplitudę i kształt krótkich odpowiedzi. Efekt zależy również od długości danych i położenia nieciągłości.
Pokaż odpowiedź filtra oraz przykładowe segmenty przed i po. Nie interpretuj każdej oscylacji po filtrowaniu jako aktywności neuronalnej. Gdy analizujesz czas lub kształt odpowiedzi, przeprowadź analizę wrażliwości na rozsądne warianty ustawień.
Etap 7. Artefakty
Mrugnięcia, ruchy oczu, mięśnie, ruch elektrody i zakłócenia techniczne mają różne źródła. Regresja, projekcja, analiza komponentów i odrzucanie fragmentów rozwiązują odmienne problemy oraz mogą usuwać część sygnału interesującego. Automatyczna etykieta komponentu jest podpowiedzią, nie nieomylną decyzją.
Zapisz użyte kanały pomocnicze, algorytm, parametry, wybrane komponenty, osobę zatwierdzającą oraz wykresy przed i po. Sprawdź, czy kryterium nie usuwa systematycznie większej liczby prób w jednym warunku lub grupie, ponieważ może to wprowadzić błąd do porównania.
Etap 8. Segmentacja, linia bazowa i cechy
Zdefiniuj okno epoki względem zweryfikowanego zdarzenia, regułę dla epok nakładających się, zakres linii bazowej i sposób obsługi braków. Podaj liczbę prób przed i po każdym kryterium. Nie łącz automatycznie prób o różnych warunkach lub czasie reakcji.
Przy cechach widmowych zapisz długość okna, taper, nakładanie, skalowanie i zakres częstotliwości. Przy odpowiedziach uśrednianych pokaż również rozkład prób, a nie tylko średnią. W modelach predykcyjnych obliczanie cech i normalizacja muszą pozostać wewnątrz odpowiedniego podziału treningowego, aby nie przenosić informacji z testu.
Etap 9. Wynik, raport i analiza wrażliwości
Wynik połącz z wersją danych, kodu, konfiguracji i środowiska. Raport powinien podawać przepływ uczestników i prób, kanały odrzucone oraz interpolowane, metryki jakości, parametry kroków, ostrzeżenia i wizualizacje. Zachowaj także tabelę pochodzenia każdego pliku.
Uruchom zaplanowane warianty wrażliwości, jeżeli istnieją rozsądne alternatywy odniesienia, filtrowania lub kryteriów. Różnica między wariantami jest informacją o stabilności, a nie przeszkodą do ukrycia. Wnioski powinny odzwierciedlać tę niepewność.
Zobacz pełny cykl reprodukowalnej analizy
Źródła i ważna informacja
Nie istnieje uniwersalna kolejność i zestaw parametrów dla każdego badania EEG. Dobór wymaga znajomości aparatury, projektu, zjawiska oraz właściwych metod statystycznych.