The use of entropy in the assessment of the level of vigilance and performance
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2006
Major/Subject
Lääketieteellinen tekniikka
Mcode
Tfy-99
Degree programme
Language
en
Pages
73+8
Series
Abstract
Epäsäännöllisten työaikojen ja huonon yöunen aiheuttama väsymys on yleinen ongelma nykypäivän työelämässä. Ammateissa, joissa työntekijän virhe saattaa helposti johtaa vakaviin seuraamuksiin, väsymyksestä aiheutuva tarkkaavaisuuden vaihtelu aiheuttaa merkittävän turvallisuusriskin. Onnettomuuksien ehkäisyssä vireyttä jatkuvasti tarkkailevasta ja alkavan väsymyksen havaitsevasta varoitusjärjestelmästä olisi paljon hyötyä. Nykyiset vireyden mittausmenetelmät mahdollistavat yleisen väsymystilan mittaamisen mutta niissä ei ole mahdollisuutta korkean aikaresoluution jatkuvaan mittaukseen. Lisäksi monet ko. menetelmistä ovat subjektiivisia tai herkkiä mittaajien toimintatapojen välisistä eroista johtuville virheille. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on testata soveltuuko aivosähkökäyrän (EEG) spektraalinen entropia vireyden jatkuvaan mittaamiseen. Vireystilan vaihteluja mitattiin monitehtävän suorittamisen aikana käyttäen vireystilan indikaattoreina EEG -pohjaista käsin pisteytettyä vireystila-asteikkoa sekä monitehtävässä suoriutumista. Vireystilan indikaattoreita verrattiin korrelaatiomenetelmin useisiin alle 45 hertsin taajuuksilta laskettuihin spektraalisiin entropioihin. Myös lihasaktivaation (EMG) vaikutusta entropiaan tutkittiin. Erityistä huomiota kiinnitettiin erilaisiin virhelähteisiin. Korrelatiotarkastelujen tuloksena havaittiin entropian ja vireystilan indikaattoreiden välisen korrelaation vaihtelevan suuresti koehenkilöstä toiseen. Lisäksi havaittiin, että entropia ei ole luotettava mittari analysoitaessa pieniä vireystilan vaihteluita. Lihasaktivaation todettiin korreloivan voimakkaasti entropiaan: itse asiassa pelkkä lihasaktivaatio kykeni selittämään lähes yhtä suuren osan vireystilan vaihteluista kuin entropiakin. Tulosten valossa mikään tutkituista spektraalisista entropioista ei sovellu vireystilan mittaamiseen. Toisaalta osa tuloksista viittaa siihen, että yli 50 hertsin taajuinen EEG aktiivisuus saattaisi liittyä vireystilan vaihteluihin.Description
Supervisor
Meriläinen, PekkaThesis advisor
Holm, AnuViertiö-Oja, Hanna
Keywords
EEG, EEG, spectral entropy, entropia, vigilance, vireys, alertness, suoriutuminen, performance, univaje, sleep debt