A novel, fast and efficient single-sensor automatic sleep-stage classification based on complementary cross-frequency coupling estimates

计算机科学 朴素贝叶斯分类器 人工智能 脑电图 分类器(UML) 睡眠阶段 交叉验证 可穿戴计算机 模式识别(心理学) 语音识别 多导睡眠图 支持向量机 心理学 精神科 嵌入式系统
作者
Stavros I. Dimitriadis,Christos Salis,David E.J. Linden
出处
期刊:Clinical Neurophysiology [Elsevier BV]
卷期号:129 (4): 815-828 被引量:58
标识
DOI:10.1016/j.clinph.2017.12.039
摘要

Limitations of the manual scoring of polysomnograms, which include data from electroencephalogram (EEG), electro-oculogram (EOG), electrocardiogram (ECG) and electromyogram (EMG) channels have long been recognized. Manual staging is resource intensive and time consuming, and thus considerable effort must be spent to ensure inter-rater reliability. As a result, there is a great interest in techniques based on signal processing and machine learning for a completely Automatic Sleep Stage Classification (ASSC). In this paper, we present a single-EEG-sensor ASSC technique based on the dynamic reconfiguration of different aspects of cross-frequency coupling (CFC) estimated between predefined frequency pairs over 5 s epoch lengths. The proposed analytic scheme is demonstrated using the PhysioNet Sleep European Data Format (EDF) Database with repeat recordings from 20 healthy young adults. We validate our methodology in a second sleep dataset. We achieved very high classification sensitivity, specificity and accuracy of 96.2 ± 2.2%, 94.2 ± 2.3%, and 94.4 ± 2.2% across 20 folds, respectively, and also a high mean F1 score (92%, range 90–94%) when a multi-class Naive Bayes classifier was applied. High classification performance has been achieved also in the second sleep dataset. Our method outperformed the accuracy of previous studies not only on different datasets but also on the same database. Single-sensor ASSC makes the entire methodology appropriate for longitudinal monitoring using wearable EEG in real-world and laboratory-oriented environments.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
1秒前
Zw发布了新的文献求助10
3秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
6秒前
罗晴完成签到 ,获得积分10
7秒前
芬芬完成签到 ,获得积分10
7秒前
10秒前
求助完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
jpbblhm完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
滕皓轩完成签到,获得积分20
16秒前
彼岸花开完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
20秒前
藕丁完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
28秒前
zyb完成签到 ,获得积分10
30秒前
33秒前
糟糕的傲珊完成签到 ,获得积分10
35秒前
37秒前
39秒前
41秒前
41秒前
44秒前
11完成签到 ,获得积分10
46秒前
47秒前
木犀板板完成签到 ,获得积分10
50秒前
52秒前
一天完成签到 ,获得积分10
53秒前
浚稚完成签到 ,获得积分10
55秒前
59秒前
superspace完成签到 ,获得积分10
1分钟前
爱沉淀的太阳花完成签到,获得积分10
1分钟前
泥嚎完成签到,获得积分10
1分钟前
丁丁车完成签到 ,获得积分10
1分钟前
香蕉新儿完成签到,获得积分10
1分钟前
JT完成签到,获得积分10
1分钟前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512352
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8305782
关于积分的说明 17742101
捐赠科研通 5613962
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923754
邀请新用户注册赠送积分活动 1901023
关于科研通互助平台的介绍 1762720