[Automated detection of sleep-arousal using multi-scale convolution and self-attention mechanism].

计算机科学 脑电图 人工智能 睡眠(系统调用) 卷积神经网络 唤醒 模态(人机交互) 任务(项目管理) 睡眠剥夺 可扩展性 接收机工作特性 模式识别(心理学) 睡眠阶段 召回 语音识别 机器学习 多导睡眠图 心理学 认知 认知心理学 经济 神经科学 管理 精神科 操作系统 数据库
作者
Fan Li,Yan Xu,Bin Zhang,Fengyu Cong
出处
期刊:PubMed 卷期号:40 (1): 27-34
标识
DOI:10.7507/1001-5515.202204052
摘要

In clinical, manually scoring by technician is the major method for sleep arousal detection. This method is time-consuming and subjective. This study aimed to achieve an end-to-end sleep-arousal events detection by constructing a convolutional neural network based on multi-scale convolutional layers and self-attention mechanism, and using 1 min single-channel electroencephalogram (EEG) signals as its input. Compared with the performance of the baseline model, the results of the proposed method showed that the mean area under the precision-recall curve and area under the receiver operating characteristic were both improved by 7%. Furthermore, we also compared the effects of single modality and multi-modality on the performance of the proposed model. The results revealed the power of single-channel EEG signals in automatic sleep arousal detection. However, the simple combination of multi-modality signals may be counterproductive to the improvement of model performance. Finally, we also explored the scalability of the proposed model and transferred the model into the automated sleep staging task in the same dataset. The average accuracy of 73% also suggested the power of the proposed method in task transferring. This study provides a potential solution for the development of portable sleep monitoring and paves a way for the automatic sleep data analysis using the transfer learning method.临床上,觉醒事件主要由睡眠技师手动标注,该方法耗时,且主观性强。本研究通过构建基于多尺度卷积和自注意力的卷积神经网络,用1 min单通道脑电信号作为模型的输入,实现端到端的觉醒事件自动检测。研究结果表明,相较于基线模型,本文所提出的方法的精确召回曲线下面积和受试者操作特征曲线下面积均提升约7%。此外,单模态和多模态对比结果显示,单通道脑电信号可实现觉醒事件的有效检测,而简单的多种模态拼接不能提升模型的性能。最后,基于本文所提出的模型,本研究在同一数据库上又实现了自动睡眠分期(平均准确率73%),展示了模型较好的扩展性。本研究为实现可靠的便携式睡眠监测提供了解决方案,同时任务迁移的使用也为临床睡眠数据的自动分析开辟了新道路。.

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
黄星发布了新的文献求助10
1秒前
Awei完成签到,获得积分10
1秒前
雪糕刺客完成签到,获得积分10
2秒前
六一啊六一完成签到,获得积分10
2秒前
欢喜水之应助耍酷的凝旋采纳,获得10
3秒前
sjq完成签到,获得积分10
3秒前
领导范儿应助eh采纳,获得10
4秒前
dian完成签到 ,获得积分10
4秒前
Au_应助魔幻滑板采纳,获得10
4秒前
4秒前
李嘉怡完成签到,获得积分10
5秒前
Lu完成签到,获得积分10
5秒前
英姑应助粥沫鱼块采纳,获得10
5秒前
端庄小懒虫完成签到,获得积分10
7秒前
史紫真发布了新的文献求助30
8秒前
9秒前
魔幻的莫茗完成签到 ,获得积分10
9秒前
11秒前
11秒前
11秒前
科研通AI6.1应助学术乞丐采纳,获得10
12秒前
12秒前
彭于晏应助liangshuang采纳,获得10
13秒前
科研通AI6.4应助QWER采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
欢呼墨镜完成签到,获得积分10
16秒前
粥沫鱼块发布了新的文献求助10
17秒前
WD发布了新的文献求助10
17秒前
zzzzhb完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
情怀应助调皮的ROSE采纳,获得10
20秒前
Kao应助半截神经病采纳,获得10
20秒前
dkw完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
酷波er应助元骏采纳,获得10
21秒前
大饿鱼发布了新的文献求助10
24秒前
充电宝应助元骏采纳,获得10
24秒前
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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Petrology and Plate Tectonics 800
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7050129
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8715158
关于积分的说明 18452558
捐赠科研通 6567238
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3119778
关于科研通互助平台的介绍 2207636
邀请新用户注册赠送积分活动 2095332