Analysis of EEG signals during epileptic and alcoholic states using AR modeling techniques

Electroencephalogram (EEG) analysis remains problematic due to limited understanding of the signal origin, which leads to the difficulty of designing evaluation methods. In spite of these shortcomings, the EEG is a valuable tool in the evaluation of some neurological disorders as well as in the evaluation of overall cerebral activity. In most studies, which use quantitative EEG analysis, the properties of measured EEG are computed by applying power spectral density (PSD) estimation for selected representative EEG samples. The sample for which the PSD is calculated is assumed to be stationary. This work deals with a comparative study of the PSD obtained from normal, epileptic and alcoholic EEG signals. The power density spectra were calculated using fast Fourier transform (FFT) by Welch's method, auto regressive (AR) method by Yule–Walker and Burg's method. The results are tabulated for these different classes of EEG signals.

RésuméL’analyse des électroencéphalogrammes (EEG) reste problématique à cause de la compréhension limitée de l’origine du signal. Cela rend difficile la conception de méthodes d’évaluation. L’EEG est cependant un outil précieux pour l’analyse de désordres neurologiques et d’activité cérébrale totale. Dans la plupart des études qui utilisent l’EEG quantitative, les propriétés des signaux sont évaluées par la densité spectrale (PSD) d’échantillons représentatifs et supposés stationnaires. Cet article propose une étude comparative de la PSD des signaux EEG obtenus sur des sujets normaux, épileptiques et alcooliques. Les PSD ont été calculées en utilisant les transformées de Fourier rapides (FFT) obtenues soit par la méthode Welch, soit par la méthode régressive (AR) de Yule-Walker, soit par la méthode de Burg. Les résultats obtenus sont présentés selon les différentes classes de signaux EEG.