[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 [National Institutes of Health]
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
刚刚
aajhajkahna应助学习采纳,获得10
刚刚
滴度侠完成签到,获得积分10
1秒前
pan20完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
4秒前
wanci应助善良慕灵采纳,获得10
4秒前
YY应助迷路的豌豆采纳,获得10
4秒前
4秒前
文章仙人完成签到,获得积分10
5秒前
lank完成签到,获得积分10
5秒前
酱酱发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
pan20发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
寒烟完成签到,获得积分10
8秒前
怕黑山柏完成签到 ,获得积分10
9秒前
yy应助紫岚采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
许琦发布了新的文献求助10
10秒前
DW应助水云身采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
深情安青应助砍柴少年采纳,获得10
10秒前
jwx应助七月不远采纳,获得10
10秒前
Hello应助砍柴少年采纳,获得10
10秒前
橙留香完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
痴情的契发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
mouting发布了新的文献求助10
12秒前
学习完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
香蕉静芙发布了新的文献求助10
14秒前
betterme完成签到,获得积分10
14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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7764133
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9308391
关于积分的说明 20305417
捐赠科研通 7348776
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314223
关于科研通互助平台的介绍 2463838
邀请新用户注册赠送积分活动 2328366