Thiết Bị Theo Dõi Giấc Ngủ Olimex OpenEEG
Olimex EEG-SMT cho phép bạn theo dõi các phần của não và ghi lại dữ liệu trong khi ngủ
Giới thiệu về Olimex OpenEEG
Là một công cụ theo dõi giấc ngủ
Olimex EEG-SMT là một thiết bị theo dõi giấc ngủ kết nối với máy tính qua cổng USB. Nó cho phép bạn ghi lại và phân tích hoạt động não bộ trong khi ngủ. Dữ liệu thu thập được có thể được trực quan hóa, đánh dấu để hiểu rõ hơn về các giai đoạn giấc ngủ của bạn.
Độ chính xác của thiết bị có thể thay đổi đáng kể giữa các người dùng do nhiều yếu tố như phần cứng máy tính, môi trường xung quanh hoặc nhiễu tín hiệu. Trong một số trường hợp, nguồn nhiễu có thể được xác định và loại bỏ để cải thiện chất lượng dữ liệu.
Nếu dữ liệu thu thập được đủ đáng tin cậy, bạn có thể dễ dàng nhận diện các giai đoạn giấc ngủ của mình. Ví dụ, biểu đồ hiển thị các giai đoạn ngủ theo thời gian có thể được đánh dấu và phân tích sau khi ngủ dậy. Tuy nhiên, phổ màu xanh hiển thị trên dữ liệu sẽ khác nhau tùy vào môi trường, loại máy tính và cách đặt điện cực khi sử dụng Olimex EEG-SMT.
Ứng dụng vào mục đích khác
Theo Olimex, nhiều người hiện nay đang quan tâm đến phương pháp trị liệu phản hồi thần kinh (neurofeedback) – một kỹ thuật giúp rèn luyện tinh thần và giúp người tham gia nhận thức được hoạt động của não bộ. Phương pháp này không chỉ có tiềm năng cải thiện nhiều khả năng tinh thần, mà còn giúp khám phá sâu hơn về ý thức của chúng ta. Một số người thì lại tò mò muốn thử nghiệm với giao diện máy tính hoặc đơn giản chỉ là muốn xem bộ não của mình hoạt động ra sao.
Vậy điều này có nghĩa là thiết bị này không chỉ đơn thuần là dùng để theo dõi giấc ngủ, mà còn có thể có nhiều công dụng khác nữa. Thế nên, khi so sánh nó với các thiết bị theo dõi giấc ngủ khác, bạn sẽ thấy giá trị của nó có thể vượt xa những gì bạn nghĩ.
Công cụ xem và đánh dấu dữ liệu
SleepEEGTools (Phân tích ảnh phổ)
Để xem và đánh dấu dữ liệu giấc ngủ điện não đồ của Olimex, cách chính là sử dụng phần mềm SleepEEGTools (như trong hình trên). Phần mềm này giúp bạn hiển thị dữ liệu điện não đồ dưới dạng phổ, tạo điều kiện cho việc phân tích chi tiết.
Với SleepEEGTools, bạn có thể dễ dàng chọn các giai đoạn ngủ khác nhau bằng cách nhấp vào các phần khác nhau của biểu đồ phổ. Sau đó, bạn chỉ cần lưu lại các giai đoạn ngủ đó và có thể quay lại xem chúng lần sau khi mở lại dữ liệu.
Thông thường, người dùng sẽ kiểm tra và chia sẻ đánh dấu của mình với những người khác trên Polyphasic Sleeping Discord bằng cách chia sẻ ảnh chụp màn hình từ chương trình. Đây là một thói quen phổ biến, đặc biệt là với những người dùng mới, giúp họ dễ dàng trao đổi và học hỏi kinh nghiệm từ nhau.
Hướng dẫn đánh dấu
Việc đọc dữ liệu thường bắt đầu từ thời điểm thức giấc sau NREM1. Trong trạng thái thức giấc, có thể để trống hoặc đôi khi được biểu thị bằng tần số đậm nhạt khoảng 10 Hz (sau đó tần số này không còn hiển thị), với NREM1 chủ yếu là trống.
NREM2 / NREM3 thường được thể hiện bằng tần số đậm dày trong khoảng 10 đến 15 Hz, trong khi tần số mỏng sẽ có các giá trị nhỏ hơn so với mức này.
NREM3 hoặc SWS (chế độ ngủ sâu) sẽ có tần số mạnh hơn NREM2, nằm trong dải từ 0 đến 10 Hz. Sự tăng cường này có thể xuất hiện trên toàn dải 0 đến 10 Hz, hoặc có thể chỉ xuất hiện ở tần số đậm dày từ 5 đến 10 Hz (tần số sau không được hiển thị).
REM có thể được nhận diện qua tần số của NREM2 / NREM3 di chuyển lên khoảng 20 đến 25 Hz, rồi sau đó quay lại vào cuối chu kỳ theo hình dạng cánh cung. Đôi khi, hình dạng này không xuất hiện, nhưng bạn vẫn có thể nhận diện REM khi tần số của NREM2 / NREM3 biến mất trong suốt giai đoạn REM. Ngoài ra, thường có tần số mỏng từ 0 đến 10 Hz (mỏng hơn so với tần số của NREM2 / NREM3).
Thông thường, bạn sẽ dễ dàng nhận ra REM vì nó xuất hiện giữa các chu kỳ ngủ. Sau khi đã làm quen với điều này, bạn có thể thử xác định các giai đoạn REM trong các giấc ngủ ngắn, nơi không có đủ chu kỳ ngủ đầy đủ.
Lưu ý về sự can thiệp: Nói chung, việc can thiệp vào đánh dấu giấc ngủ có thể khiến bạn khó phân biệt giữa các giai đoạn. Vì vậy, nếu không cần thiết, hãy tránh thay đổi hoặc làm sai lệch các giai đoạn ngủ.
Nếu dữ liệu của bạn không giống những gì đã được mô tả trên, bạn vẫn có thể xác định các giai đoạn ngủ. Đừng quên tham khảo phần Đánh dấu chung để có thêm hướng dẫn chi tiết!
Biểu đồ dữ liệu thô
Khi bạn muốn xác nhận một giai đoạn ngủ cụ thể sau khi đã đánh dấu toàn bộ dữ liệu giấc ngủ, đôi khi việc xem các phần của biểu đồ dữ liệu thô là rất hữu ích. Để làm điều này, bạn sẽ cần sử dụng một ứng dụng Windows phổ biến có tên là DatPlot. Cách cài đặt và sử dụng DatPlot với dữ liệu Olimex được mô tả trong phần Cài đặt.
Cách đánh dấu dữ liệu và Nhận dạng các giai đoạn
Khi làm việc với biểu đồ dữ liệu giấc ngủ, bạn có thể không nhìn thấy các dấu hiệu rõ ràng trên thang đo của giấc ngủ dài nhiều giờ. Vì vậy, bạn cần biết vị trí có thể xảy ra các dấu hiệu đó và tìm kiếm chúng ở một quy mô thời gian khác, chẳng hạn như trong những phút cụ thể hoặc trong một giấc ngủ ngắn khoảng 20 phút.
Chuyển động REM có thể là dấu hiệu bắt đầu của giấc ngủ REM và thường kéo dài từ 1-3 giây. Những chuyển động này có thể xuất hiện trong các cụm cách nhau vài giây (một ví dụ về chuyển động này được thể hiện trong hình ảnh dưới đây).
NREM2 / NREM3 có thể được biểu thị bằng phức hợp K, những xung có độ dài khoảng 900 mili giây. Phức hợp K xuất hiện nhiều nhất từ 1-3 lần mỗi phút. Không giống như chuyển động REM, phức hợp K thường được nhìn thấy ở các kênh xa hơn và có thể trông đại khái như sau:
Lưu ý quan trọng: Phức hợp K có thể được theo sau bởi các trục quay hoặc một tập hợp của một số xung có tần số thấp hơn so với xung của phức hợp K, mặc dù điều này đã được phát hiện trong các bài đọc dữ liệu từ Olimex.
Các sự kiện này thường không tối đa hóa phạm vi tần số, do đó, chúng có thể gây nhiễu dữ liệu nếu bạn không chú ý.
Điều quan trọng cần nhớ: Những hình ảnh trên chỉ là ví dụ chung về cách các sự kiện có thể trông như thế nào. Sự xuất hiện và đặc điểm của chúng sẽ thay đổi tùy thuộc vào thời gian bạn xem. Vì vậy, bạn cần chú ý xem liệu các sự kiện này có khớp với quy mô thời gian mà chúng thường xảy ra hay không.
Hướng dẫn đánh dấu chung dữ liệu giấc ngủ từ EEG
Để xác định các giai đoạn ngủ từ dữ liệu điện não đồ (EEG) một cách chính xác, bạn cần nắm vững cơ chế giấc ngủ. Hiểu về các giai đoạn của giấc ngủ sẽ giúp bạn dễ dàng nhận biết các đặc điểm trong bài đọc dữ liệu và đưa ra đánh giá chính xác.
Các bước cơ bản để đánh dấu dữ liệu giấc ngủ:
Hiểu về cơ chế giấc ngủ: Trước khi bắt đầu đánh dấu, bạn cần hiểu các giai đoạn giấc ngủ và cách chúng biểu hiện trong dữ liệu EEG. Điều này giúp bạn nhận ra những thay đổi trong hoạt động điện não khi chuyển qua các giai đoạn khác nhau, như REM, NREM, và các giai đoạn sâu của giấc ngủ.
Bắt đầu với bản ghi giấc ngủ chính: Nếu có thể, bạn nên bắt đầu với bản ghi giấc ngủ dài (ví dụ như một đêm ngủ đầy đủ). Điều này giúp bạn có cái nhìn tổng thể và trực quan về cách thức giấc ngủ diễn ra trong một chu kỳ đầy đủ, từ đó dễ dàng nhận diện các giai đoạn giấc ngủ.
Sử dụng các công cụ hỗ trợ: Bạn có thể sử dụng phần mềm hoặc công cụ trực quan hóa dữ liệu (như đã đề cập trước đó) để giúp bạn dễ dàng nhận diện các giai đoạn giấc ngủ. Các công cụ này sẽ giúp bạn vẽ lại các dữ liệu EEG theo dạng biểu đồ phổ hoặc hình ảnh, cho phép bạn xác định chính xác khi nào bạn đã đi qua các giai đoạn giấc ngủ cụ thể.
Cộng đồng hỗ trợ: Nếu bạn gặp khó khăn trong việc đánh dấu dữ liệu giấc ngủ của mình, bạn có thể nhờ đến sự giúp đỡ của cộng đồng trên các diễn đàn, như Polyphasic Sleeping Discord. Các thành viên trong cộng đồng này thường sẵn lòng giúp đỡ và chia sẻ kinh nghiệm về cách đánh dấu chính xác các giai đoạn giấc ngủ. Họ có thể cung cấp lời khuyên nếu bài đọc của bạn giống như phần lớn mọi người, hoặc nếu có sự khác biệt đáng chú ý trong bài đọc của bạn.
Kiên nhẫn và luyện tập: Việc đánh dấu chính xác giấc ngủ từ EEG cần thời gian và luyện tập. Các kỹ năng đánh dấu sẽ được cải thiện theo thời gian, đặc biệt khi bạn thực hành nhiều và tham khảo ý kiến từ người khác trong cộng đồng.
Lưu ý rằng các giai đoạn giấc ngủ có thể thay đổi tùy theo mỗi cá nhân, vì vậy việc hiểu cơ chế giấc ngủ và có phương pháp đánh dấu đúng đắn sẽ giúp bạn có một cái nhìn chính xác và rõ ràng hơn về dữ liệu EEG của mình.
Các bộ phận cần thiết
Phần cứng:
Điện não đồ (EEG-SMT):
Bạn cần một thiết bị EEG-SMT chính và 5 điện cực. Có thể sử dụng 5 điện cực thụ động hoặc 4 điện cực tác dụng kết hợp 1 điện cực thụ động, tùy vào nhu cầu.
Theo hướng dẫn sử dụng, việc sử dụng điện cực tác dụng không yêu cầu chuẩn bị da và có thể đạt hiệu suất tốt hơn dưới điều kiện không hoàn hảo.
Cáp USB:
Cần một cáp USB với đầu nối loại B (thường có chiều dài 1,5 mét) để kết nối thiết bị với máy tính.
Phụ kiện để giữ điện cực:
Bạn cần một số phụ kiện để cố định các điện cực lên đầu trong khi bạn ngủ. Các phụ kiện này giúp đảm bảo rằng điện cực vẫn bám chắc và thu thập dữ liệu chính xác trong suốt quá trình ghi giấc ngủ.
Phần mềm:
Phần mềm ghi lại giấc ngủ:
Phần mềm phổ biến nhất để ghi lại giấc ngủ là OpenViBE. Tuy nhiên, bạn có thể sử dụng bất kỳ phần mềm nào hỗ trợ thiết bị EEG “P2 Modular EEG P2”.
Một phần mềm mã nguồn mở khác cũng có sẵn cho mục đích này là SleePi, có thể tìm thấy trên GitHub.
Phần mềm xem và đánh dấu dữ liệu:
Để xem và đánh dấu các giai đoạn trong bài đọc dữ liệu giấc ngủ, phần mềm SleepEEGTools là một công cụ phổ biến. Công cụ này giúp bạn phân tích và xác nhận các giai đoạn ngủ trong dữ liệu EEG.
Nếu bạn muốn vẽ biểu đồ thô của dữ liệu giấc ngủ, phần mềm DatPlot dành cho Windows là một lựa chọn tốt để hiển thị dữ liệu theo dạng biểu đồ.
Cài đặt và Hướng dẫn:
Hướng dẫn chi tiết cài đặt: Nếu bạn sử dụng hệ điều hành Windows 10, có hướng dẫn chi tiết về cách cài đặt tất cả các phần mềm và công cụ cần thiết để ghi lại và đánh dấu dữ liệu giấc ngủ.
Hướng dẫn của Olimex: Olimex cung cấp một hướng dẫn cài đặt thiết bị giúp bạn cấu hình đúng và sử dụng thiết bị hiệu quả. Đây là một tài liệu rất hữu ích và nên tham khảo khi sử dụng thiết bị của họ.
Tóm tắt:
Phần cứng: Thiết bị EEG-SMT chính, 5 điện cực (có thể thay thế điện cực tác dụng), cáp USB (1,5 mét), phụ kiện giữ điện cực.
Phần mềm: OpenViBE hoặc SleePi cho ghi giấc ngủ, SleepEEGTools cho phân tích và đánh dấu, DatPlot để vẽ biểu đồ thô.
Hãy đảm bảo rằng bạn đã cài đặt và cấu hình tất cả các phần mềm và công cụ cần thiết để bắt đầu thu thập và phân tích dữ liệu giấc ngủ chính xác!
Cài Đặt Thiết Bị Ban Đầu
Lưu ý quan trọng:
Khi cắm các điện cực vào thiết bị EEG-SMT, không cần thiết phải tháo chúng ra mỗi lần. Việc tháo ra có thể làm hỏng các lỗ cắm điện. Do đó, tốt nhất là cắm điện cực chính xác ngay từ đầu để tránh sự cố.
Chuẩn Bị EEG-SMT:
Cắm điện cực:
Điện cực thụ động: Nếu bạn có một điện cực thụ động và bốn điện cực tác dụng, hãy cắm điện cực thụ động vào giắc cắm DRL. Điện cực này không có phần màu đen trên cáp, khác với các điện cực tác dụng.
Cắm các điện cực tác dụng còn lại vào các giắc cắm tương ứng trên thiết bị EEG-SMT.
Vị trí điện cực:
Điện cực DLR (Dùng cho phản hồi hoặc khử tiếng ồn) có thể được đặt ở hai vị trí:
Tai: Như hướng dẫn sử dụng của Olimex.
Giữa trán: Đã đạt được kết quả tốt với cả hai phương pháp này trong việc theo dõi giấc ngủ.
Các điện cực còn lại có thể được định vị theo các mục tiêu khác nhau của bạn.
Cấu Hình Điện Cực:
Cấu hình cơ bản nhất:
Bạn có thể đặt điện cực một cách ngẫu nhiên trên trán, với điện cực DLR ở giữa. Phương pháp này có thể hoạt động khá tốt, nhưng có thể thiếu chi tiết.
Cấu hình chi tiết hơn (nâng cao):
Bạn có thể tạo ra một bộ dữ liệu đa dạng hơn bằng cách tập trung vào từng khu vực cụ thể với mỗi kênh. Ví dụ:
Kênh 1 có thể được đặt trên trán.
Kênh 2 có thể đặt xung quanh mắt để ghi lại thêm dữ liệu REM.
Vị trí xung quanh mắt có thể hiệu quả hơn trong việc theo dõi giấc ngủ, với các bố cục như:
Đặt một điện cực trên và một dưới mắt.
Một điện cực ở bên cạnh mắt (bên ngoài khuôn mặt) và một bên trên.
Cả hai điện cực có thể đặt trên trán, với một kênh qua mắt và kênh kia cao hơn.
Giải Pháp Đặt Điện Cực:
Băng Quấn Đầu Đàn Hồi:
Cách đơn giản nhất là chạy các dây điện cực xuyên qua băng quấn đầu, từ phía sau đầu, lên đỉnh đầu và ra phía trước. Bạn có thể cố định các điện cực vào băng quấn này.
Lợi ích: Bạn có thể đặt các điện cực vào vị trí mà không cần chuẩn bị trước. Tuy nhiên, bạn cần điều chỉnh chúng mỗi lần sử dụng và cách này có thể bị hạn chế ở vùng trán.
Để dễ sử dụng hơn trong những lần sau, bạn có thể khâu các điện cực vào băng quấn để cố định chúng.
Kính Trượt Tuyết (DIY):
Một giải pháp khác là sử dụng kính trượt tuyết để định vị các điện cực xung quanh mắt. Bạn có thể tháo vỏ kính trượt tuyết để phù hợp hơn với việc sử dụng trong nhà.
Lợi ích: Giải pháp này khá tiện dụng, nhưng đòi hỏi bạn phải bỏ ra chút công sức DIY để phù hợp với nhu cầu cá nhân.
Lưu ý: Kính trượt tuyết cần phải đủ cứng để các điện cực không di chuyển trong khi bạn ngủ.
Kết luận:
Chìa khóa trong việc cài đặt thiết bị là sự chính xác và thoải mái. Hãy thử các phương pháp và cấu hình khác nhau để tìm ra cách làm phù hợp nhất với bạn. Sau khi bạn đã quen với việc đặt các điện cực, quá trình cài đặt sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều.
Cài đặt phần mềm và Đọc dữ liệu EEG cho giấc ngủ
Để ghi lại và đánh dấu dữ liệu giấc ngủ, bạn sẽ cần cài đặt một số phần mềm và công cụ. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết:
1. Cài Đặt Windows Driver và Cấu Hình Chuột
Đầu tiên, cài đặt driver trong phần “Windows*” của thiết bị EEG để máy tính nhận diện.
Sau khi cài đặt, khởi động lại máy tính. Nếu chuột bắt đầu phát điên, bạn có thể ngừng kết nối thiết bị EEG và điều chỉnh trong Registry:
Mở Registry Editor: Start > Run/Search > nhập “regedit” > Enter.
Tìm đường dẫn: HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\sermouse.
Đổi giá trị "Start" thành 4 (mặc định là 3).
Cắm lại EEG và chuột sẽ không di chuyển tự động nữa.
2. Cài Đặt OpenViBE
Tải OpenViBE từ trang chính và cài đặt phần mềm.
Sau khi cài đặt, chạy OpenViBE acquisition server và OpenViBE designer mỗi khi ghi dữ liệu.
Để cài đặt Acquisition Server, tìm COM port của thiết bị EEG trong Device Manager:
Vào Device Manager, bật Show hidden devices.
Kiểm tra trong phần Ports (COM & LPT), tìm cổng COM có "Manufacturer" là FTDI.
Cắm lại EEG và cấu hình Acquisition Server với cổng COM tương ứng, số kênh là 2.
Nhấn Apply, Connect, và Play để bắt đầu ghi.
Sau đó, chạy OpenViBE Designer và tạo một thiết kế mới, thêm các thành phần:
Acquisition Client (để nhận dữ liệu).
Signal Display (để hiển thị tín hiệu).
CSV File Writer (để lưu dữ liệu vào tệp CSV).
Cấu hình CSV File Writer với tên tệp theo mẫu record-[$core{date}-$core{time}].csv.
3. Cài Đặt SleepEEGTools
Tải và cài đặt Python 3 từ trang chính của Python.
Cài đặt Build Tools for Visual Studio và chọn Visual C++ build tools.
Cài đặt thư viện Python cần thiết:
Mở x86_x64 Cross Tools Command Prompt và gõ:
pip install numpy spectrum matplotlib
Tải SleepEEGTools từ GitHub và giải nén.
Cài đặt hoàn tất và bạn có thể bắt đầu đánh dấu giấc ngủ.
4. Ghi và Đánh Dấu Giấc Ngủ
Đảm bảo EEG được cắm và đèn đỏ sáng.
Mở OpenViBE acquisition server, kết nối và nhấn Play để bắt đầu ghi.
Mở OpenViBE designer và nhấn Play để theo dõi tín hiệu trực tiếp.
Để đánh dấu giấc ngủ, mở cửa sổ PowerShell trong thư mục SleepEEGTools và chạy:
python open.py
Chọn tệp dữ liệu và cửa sổ đánh dấu sẽ mở. Hướng dẫn đánh dấu có thể tìm thấy trong Công cụ xem và đánh dấu dữ liệu EEG của Olimex.
5. Cài Đặt Datplot
Tải và cài đặt Datplot để hiển thị và phân tích dữ liệu giấc ngủ.
Sau khi cài đặt, sử dụng Datplot để tải dữ liệu EEG và hiển thị các kênh tín hiệu.
Cấu hình các tham số trục X là Time (s) và chọn các kênh tín hiệu để vẽ đồ thị.
Sử dụng chuột để zoom hoặc điều chỉnh biểu đồ.
6. Tinh Chỉnh Tín Hiệu
Trong OpenViBE acquisition server, chỉnh sửa Drift Correction thành Disable và thử thay đổi tần số mẫu để giảm hiện tượng drift.
Lưu ý: Nếu hiệu suất máy tính không đủ, có thể gặp vấn đề khi hiển thị dữ liệu. Bạn có thể chỉnh sửa tệp dữ liệu và cắt bỏ phần không cần thiết để cải thiện hiệu suất.
Với các bước trên, bạn đã hoàn tất cài đặt phần mềm và sẵn sàng ghi và đánh dấu giấc ngủ từ dữ liệu EEG.
Tác giả: Litchnom