% Ca. 2 sidor.
\chapter{Inledning}

% Bakgrunden till frågeställningen/problemet som ska lösas.
%% Beskriv dagens situation.
%% Varför vill man utföra uppdraget?
% Var någonstans har man utfört arbetet?
\section{Bakgrund}
Nuförtiden används \textit{elektroencephalografi} (EEG) för att, ofta i samband med andra metoder, diagnostisera och karakterisera olika hjärnsjukdomar som,  framförallt, epilepsi men också hjärninflammation och koma. Andra diagnostiska metoder som MRI (\textit{Magnetic Resonance Imaging}) och CT (\textit{Computed Tomography Scan}) är i många avseenden överlägsna, men är begränsade rent praktiskt av tyngden och storleken på utrustningen och kan oftast bara utföras vid en fast installation. Eftersom EEG inte nödvändigtvis drabbas av detta problem finns det potential att skapa en mobil implementation.

Ett mobilt EEG av detta slag skulle teoretiskt kunna genomföras under andra omständigheter och på andra platser än på ett sjukhus, vilket eventuellt kan öppna upp outforskad data för framtida forskning inom biofysik och andra relevanta fält. Förhoppningsvis så kommer den mobila aspekten även medföra en minskning i den tid som det tar att applicera elektroderna på en patient. 

Exakt hur människan lär sig, hur vi tar in och katalogiserar information, är fortfarande relativt okänt och är ett aktivt forskningsområde. Ett mobilt EEG skulle exempelvis kunna användas för att försöka anpassa studietekniker, utbildning och miljö för optimala förhållanden. 

Projektet genomfördes hos \textit{Institutionen för Data- och Informationsteknik} på Chalmers.


% Detta kan slås ihop med bakgrund (enligt Peter Lundin)
% Det aktuella problemet skall beskrivas (inte övriga problem med arbetet...)
%\section{Problem}


% Väldefinierad beskrivning av uppdraget och vilket resultat förväntas uppnås.
% Syftet med detta projekt är att genom utvecklingen av ett enkelt mobilt EEG-system besvara ett antal frågeställningar kring förutsättningarna för att senare kunna konstruera ett fungerade mobilt EEG.
\section{Syfte}
%Projektets syfte är utveckling av ett enkelt mobilt EEG-system. Detta genom att besvara frågeställningar kring projektets förutsättningar för att realisera ett EEG som en mobil produkt.


% JC alt.
Projektet syftar till att besvara frågan hur man på ett lämpligt sätt kan konstruera ett mobilt system för att utföra EEG-test.
Systemet skall designas utifrån vissa förutsättningar för att sedan konstrueras till ett fungerande system. %Skall detta kanske vara med? för att fluffa upp lite text liksom.

%Projektets syfte är att besvara ett antal frågeställningar kring ursprungliga krav och föreställningar för att sedan kunna konstruera ett enkelt, fungerande mobilt EEG-system. %Our old one, before 2019-05-01


%Användning av system kommer att tillämpas av ett GUI, som ger användaren kontroll över att starta och stoppa systemet. Detta kombinerat med kapabiliteten att ha ljud, bild samt EEG-data i separata filer, samt förena ljud och bild i en video, gör att användaren får mycket frihet i hur information ska hanteras och sparas. Det kommer även finnas en simpel säkerhetsimplementation i form av inloggning, samt att systemet aktivt hindrar en användare från att göra vissa handlingar som kan få systemet att hänga sig, som att försöka kombinera ljud och bild samtidigt som en inspelning är aktiv.


\section{Mål}
Målet med projektet är att utveckla ett EEG-system som är lättanvänt, funktionellt samt mobilt. Man vill att systemet samtidigt skall spela in extern stimuli genom användningen av en monterad kamera och mikrofon, samt logga all data för alla anslutna elektroder. Denna information skall samlas parallellt med varandra och sedan tidsstämplas för varje sampel, för att korrelera hjärnaktivitet med extern stimuli. 

%Man vill därmed få ett system som efterliknar ett EEG fullt ut, samtidigt som det finns möjlighet att spela in ljud och bild för att jämföra den eventuella EEG-datan med den stimuli som kan ha påverkat eller gett upphov till den.

Följande delmål gäller initialt för projektet:
\begin{itemize}
    \item Att ha ett simpelt interaktivt GUI som har funktionalitet för att starta och stoppa inspelning.
    
    \item Köras på batteri. Det ska även fungera med sladd.
    
    \item Läsa in EEG-data från elektroder med känd testsignal för att bekräfta funktionalitet hos ADC och eventuellt kalibrera den.
    
    \item Läsa in EEG-data från elektroder anslutna till \textit{occipitalloben} på en patient. Occipitalloben ger av sig en stark, tydlig signal som kan användas för att bekräfta funktionalitet av elektroder och eventuell förfiltrering. \cite[s.172]{webster} % Se kap. \ref{kap:teori}. 
    
    \item Läsa in EEG-data från elektroder anslutna till övriga hjärnområden.
    
    \item Skriva data på EDF-formatet.
    
    \item Fungerande ljud- och bildinspelning samt omkodning till lämplig container\footnote{En \textit{container} (sv. behållare) är en \textit{meta}filtyp som beskriver hur olika slags data struktureras i en datafil. I det här fallet gäller det ljud- och videodata. Typiska exempel är {\tt .mp4} och {\tt .avi} filer.}-format.
    
    \item Förena hårdvaran så att det blir en produkt, i form av en mössa för elektroder, samt ett paket för resterande hårdvara som kan placeras någonstans på kroppen.

\end{itemize}

Med detta kan man ställa vissa frågor som skall besvaras.
\begin{itemize} 
    \item Vilket programmeringsspråk bör användas för mjukvaruutvecklingen?
    %\item Vilken upplösning krävs för att en ADC skall kunna representera all information inom det dynamiska omfånget med tillräcklig precision?
    \item Vilken samplingsfrekvens bör användas för EEG signalerna?
    \item Vad finns det för dataformat som är lämpade för EEG signaler? Vilket bör användas i denna tillämpning? % (filformat, komprimeringsmetoder osv.)
    \item Klarar systemet alla beräkningsbehov? %Behöver vissa delar avlastas till dedikerad hårdvara och i så fall, vilka delar och hur?
    
\end{itemize}


%Följdfrågor kan ställas om designen visar sig fungera:
%\begin{itemize}
    %\item Hur påverkas EEG signaler av olika slags elektroder? Engångselektroder, ’guldkopps’-elektroder och speciellt ska ’torra’ elektroder utvärderas då de bidrar mest till mobilitetsaspekten. 
    %Ingen riktig fråga, mer ett konstaterande av något vi bör göra/gjort 
    
    %\item Hur påverkas brusnivån av muskelrörelser?
    %\item Hur påverkas brusnivån av omgivande EMI, som 50Hz nätspänning? Krävs åtgärder som filtrering eller skärmning?
    %\item Finns det möjlighet att bygga ut systemet med fler kanaler? Har både mjukvaran och alla delar av hårdvaran stöd för det?
    
    %\item Går det att korrelera stimuli med respons? Det vill säga, fungerar datainsamlingen tillräckligt väl för att kunna jämföra ljud/video-data med EEG-datan? 
    %Not our job. tru dat
%\end{itemize}


\section{Avgränsningar}
De avgränsningar som finns för detta projekt är:
\begin{itemize} \itemsep4pt % 0w0 wat’s dis?
    %\item{Projektet ska använda Python.}
    %\item {Systemets hårdvara}
    \item {Det ingår ej i projektet att tolka EEG-datan, då speciell kunskap samt träning krävs.}
    \item{Det ingår ej i projektet att filtrera eller på annat sätt behandla eventuell digital data.}
\end{itemize}

