A Spatiotemporal Deep Learning Framework for Scalp EEG-based Automated Pain Assessment in Children

脑电图 头皮 计算机科学 疼痛评估 人工智能 深度学习 模式识别(心理学) 机器学习 医学 物理疗法 心理学 神经科学 疼痛管理 解剖
作者
Zanhao Fu,Huaiyu Zhu,Yi Zhang,Ruohong Huan,Shuohui Chen,Yun Pan
出处
期刊:IEEE Transactions on Biomedical Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-12
标识
DOI:10.1109/tbme.2024.3355215
摘要

Objective: Common pain assessment approaches such as self-evaluation and observation scales are inappropriate for children as they require patients to have reasonable communication ability. Subjective, inconsistent, and discontinuous pain assessment in children may reduce therapeutic effectiveness and thus affect their later life. Methods: To address the need for suitable assessment measures, this paper proposes a spatiotemporal deep learning framework for scalp electroencephalogram (EEG)-based automated pain assessment in children. The dataset comprises scalp EEG data recorded from 33 pediatric patients with an arterial puncture as a pain stimulus. Two electrode reduction plans in line with clinical findings are proposed. Combining three-dimensional hand-crafted features and preprocessed raw signals, the proposed transformer-based pain assessment network (STPA-Net) integrates both spatial and temporal information. Results: STPA-Net achieves superior performance with a subject-independent accuracy of 87.83% for pain recognition, and outperforms other state-of-the-art approaches. The effectiveness of electrode combinations is explored to analyze pain-related cortical activities and correspondingly reduce cost. The two proposed electrode reduction plans both demonstrate competitive pain assessment performance qualitatively and quantitatively. Conclusion and significance: This study is the first to develop a scalp EEG-based automated pain assessment for children adopting a method that is objective, standardized, and consistent. The findings provide a potential reference for future clinical research.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
goweller完成签到 ,获得积分0
8秒前
echo完成签到 ,获得积分10
9秒前
求助应助科研通管家采纳,获得20
11秒前
汉堡包应助背后大叔采纳,获得10
18秒前
Hiaoliem完成签到 ,获得积分10
18秒前
chenying完成签到 ,获得积分0
31秒前
唯梦完成签到 ,获得积分10
31秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
32秒前
Skywings发布了新的文献求助10
47秒前
56秒前
思源应助鲤鱼安青采纳,获得10
59秒前
GuangboXia完成签到,获得积分10
1分钟前
脑洞疼应助miku1采纳,获得10
1分钟前
小星星完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Yolenders完成签到 ,获得积分10
1分钟前
XuX完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
yii完成签到 ,获得积分10
1分钟前
miku1发布了新的文献求助10
1分钟前
xiaoruixue完成签到,获得积分10
1分钟前
陶醉的又夏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
roundtree完成签到 ,获得积分0
1分钟前
明亮的遥完成签到 ,获得积分10
2分钟前
不吃芹菜完成签到,获得积分10
2分钟前
taipingyang完成签到,获得积分10
2分钟前
安安滴滴完成签到 ,获得积分10
2分钟前
evergarden完成签到 ,获得积分10
2分钟前
minino完成签到 ,获得积分10
2分钟前
⊙▽⊙完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
生而追梦不止完成签到 ,获得积分10
2分钟前
junio完成签到 ,获得积分10
2分钟前
天天完成签到 ,获得积分10
2分钟前
饼子完成签到 ,获得积分10
2分钟前
miku1完成签到,获得积分20
2分钟前
zjq完成签到 ,获得积分10
2分钟前
nxett完成签到,获得积分10
3分钟前
小西完成签到 ,获得积分10
3分钟前
曾建完成签到 ,获得积分10
3分钟前
zyjsunye完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
【本贴是提醒信息,请勿应助】请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
Evolution 3000
좌파는 어떻게 좌파가 됐나:한국 급진노동운동의 형성과 궤적 2500
Die Elektra-Partitur von Richard Strauss : ein Lehrbuch für die Technik der dramatischen Komposition 1000
CLSI EP47 Evaluation of Reagent Carryover Effects on Test Results, 1st Edition 600
構造物 : 地盤系の動的相互作用解析による杭基礎の耐震設計に関する研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3026747
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2685312
关于积分的说明 7314215
捐赠科研通 2327250
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1231601
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 599934
版权声明 594469