論文の概要: Interpreting Deep Learning Models for Epileptic Seizure Detection on EEG signals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.11933v1
• Date: Tue, 22 Dec 2020 11:10:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2021-04-26 07:43:43.668485
• Title: Interpreting Deep Learning Models for Epileptic Seizure Detection on EEG signals
• Title（参考訳）: 脳波信号のてんかん発作検出のためのディープラーニングモデル解釈
• Authors: Valentin Gabeff, Tomas Teijeiro, Marina Zapater, Leila Cammoun, Sylvain Rheims, Philippe Ryvlin, David Atienza
• Abstract要約: ディープラーニング(DL)は、しばしば人工知能ベースの医療意思決定支援の最先端とみなされます。 臨床現場では未だに実装されており、ニューラルネットワークモデルの解釈能力が不十分なため、臨床医の信頼は低い。 脳波信号に基づくてんかん発作のオンライン検出の文脈で解釈可能なDLモデルを開発することでこの問題に対処した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.748221780751802
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: While Deep Learning (DL) is often considered the state-of-the art for Artificial Intelligence-based medical decision support, it remains sparsely implemented in clinical practice and poorly trusted by clinicians due to insufficient interpretability of neural network models. We have tackled this issue by developing interpretable DL models in the context of online detection of epileptic seizure, based on EEG signal. This has conditioned the preparation of the input signals, the network architecture, and the post-processing of the output in line with the domain knowledge. Specifically, we focused the discussion on three main aspects: 1) how to aggregate the classification results on signal segments provided by the DL model into a larger time scale, at the seizure-level; 2) what are the relevant frequency patterns learned in the first convolutional layer of different models, and their relation with the delta, theta, alpha, beta and gamma frequency bands on which the visual interpretation of EEG is based; and 3) the identification of the signal waveforms with larger contribution towards the ictal class, according to the activation differences highlighted using the DeepLIFT method. Results show that the kernel size in the first layer determines the interpretability of the extracted features and the sensitivity of the trained models, even though the final performance is very similar after post-processing. Also, we found that amplitude is the main feature leading to an ictal prediction, suggesting that a larger patient population would be required to learn more complex frequency patterns. Still, our methodology was successfully able to generalize patient inter-variability for the majority of the studied population with a classification F1-score of 0.873 and detecting 90% of the seizures.
• Abstract（参考訳）: 深層学習(deep learning, dl)は、人工知能に基づく医学的意思決定支援の最先端技術と見なされることが多いが、ニューラルネットワークモデルの解釈が不十分なため、臨床医の信頼度は低いままである。 脳波信号に基づくてんかん発作のオンライン検出の文脈で解釈可能なDLモデルを開発することでこの問題に対処した。 これにより、入力信号の作成、ネットワークアーキテクチャ、およびドメイン知識に沿った出力の処理が条件付けられた。 Specifically, we focused the discussion on three main aspects: 1) how to aggregate the classification results on signal segments provided by the DL model into a larger time scale, at the seizure-level; 2) what are the relevant frequency patterns learned in the first convolutional layer of different models, and their relation with the delta, theta, alpha, beta and gamma frequency bands on which the visual interpretation of EEG is based; and 3) the identification of the signal waveforms with larger contribution towards the ictal class, according to the activation differences highlighted using the DeepLIFT method. その結果、第1層のカーネルサイズは、後処理後の最終的な性能が非常によく似ているにもかかわらず、抽出した特徴の解釈可能性と訓練されたモデルの感度を決定することがわかった。 また,ictal予測の主要な特徴は振幅であり,より複雑な周波数パターンを学ぶためには,患者人口の増加が必要であることが示唆された。 また,f1-scoreを0.873に分類し,90%の発作を検出できた。

関連論文リスト

• The Efficacy of Semantics-Preserving Transformations in Self-Supervised Learning for Medical Ultrasound [60.80780313225093]
  本研究は, 肺超音波の自己教師あり学習におけるデータ拡張と前処理方略の影響を系統的に検討した。 画像領域に共通して使用されるベースラインパイプライン、超音波用に設計された新しいセマンティック保存パイプライン、両方のパイプラインから最も効果的な変換の蒸留セットの3つのデータ拡張パイプラインが評価された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-10T16:26:47Z)
• Abnormality-Driven Representation Learning for Radiology Imaging [0.8321462983924758]
  病変強調型コントラスト学習(LeCL)は,CTスキャンの異なる部位にわたる2次元軸方向スライスにおける異常により引き起こされる視覚的表現を得るための新しい手法である。 本研究は, 腫瘍病変位置, 肺疾患検出, 患者ステージングの3つの臨床的課題に対するアプローチを, 最先端の4つの基礎モデルと比較した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-25T13:53:26Z)
• From Epilepsy Seizures Classification to Detection: A Deep Learning-based Approach for Raw EEG Signals [0.8182812460605992]
  側頭葉てんかんの3分の1は薬剤耐性を示す。 抗敗血症薬開発の鍵となるのはてんかん発作の検出と定量化である。 本研究では,脳波信号に適用した深層学習モデルに基づく発作検出パイプラインを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-04T12:52:37Z)
• Assessing Neural Network Representations During Training Using Noise-Resilient Diffusion Spectral Entropy [55.014926694758195]
  ニューラルネットワークにおけるエントロピーと相互情報は、学習プロセスに関する豊富な情報を提供する。 データ幾何を利用して基礎となる多様体にアクセスし、これらの情報理論測度を確実に計算する。 本研究は,高次元シミュレーションデータにおける固有次元と関係強度の耐雑音性の測定結果である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-04T01:32:42Z)
• The effect of data augmentation and 3D-CNN depth on Alzheimer's Disease detection [51.697248252191265]
  この研究は、データハンドリング、実験設計、モデル評価に関するベストプラクティスを要約し、厳密に観察する。 我々は、アルツハイマー病(AD)の検出に焦点を当て、医療における課題のパラダイム的な例として機能する。 このフレームワークでは,3つの異なるデータ拡張戦略と5つの異なる3D CNNアーキテクチャを考慮し,予測15モデルを訓練する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-13T10:40:41Z)
• MP-SeizNet: A Multi-Path CNN Bi-LSTM Network for Seizure-Type Classification Using EEG [2.1915057426589746]
  てんかん患者の治療と管理には, 精垂型鑑別が不可欠である。 本稿では,MP-SeizNetを用いた新しいマルチパス・アセプション型ディープラーニング・ネットワークを提案する。 MP-SeizNetは、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)と、注意機構を備えた双方向長短期記憶ニューラルネットワーク(Bi-LSTM)で構成されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-09T01:07:20Z)
• Ultrasound Signal Processing: From Models to Deep Learning [64.56774869055826]
  医用超音波画像は、信頼性と解釈可能な画像再構成を提供するために、高品質な信号処理に大きく依存している。 データ駆動方式で最適化されたディープラーニングベースの手法が人気を集めている。 比較的新しいパラダイムは、データ駆動型ディープラーニングの活用とドメイン知識の活用という2つのパワーを組み合わせたものだ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-09T13:04:36Z)
• Data-driven emergence of convolutional structure in neural networks [83.4920717252233]
  識別タスクを解くニューラルネットワークが、入力から直接畳み込み構造を学習できることを示す。 データモデルを慎重に設計することにより、このパターンの出現は、入力の非ガウス的、高次局所構造によって引き起こされることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-01T17:11:13Z)
• A multi-stage machine learning model on diagnosis of esophageal manometry [50.591267188664666]
  このフレームワークには、飲み込みレベルにおけるディープラーニングモデルと、学習レベルにおける機能ベースの機械学習モデルが含まれている。 これは、生のマルチスワローデータからHRM研究のCC診断を自動的に予測する最初の人工知能モデルである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-25T20:09:23Z)
• EEG-based Cross-Subject Driver Drowsiness Recognition with an Interpretable Convolutional Neural Network [0.0]
  我々は,新しい畳み込みニューラルネットワークと解釈手法を組み合わせることで,分類の重要な特徴のサンプルワイズ分析を可能にする。 その結果,11名の被験者に対して平均78.35%の精度が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-30T14:47:20Z)
• Uncovering the structure of clinical EEG signals with self-supervised learning [64.4754948595556]
  教師付き学習パラダイムは、しばしば利用可能なラベル付きデータの量によって制限される。 この現象は脳波(EEG)などの臨床関連データに特に問題となる。 ラベルのないデータから情報を抽出することで、ディープニューラルネットワークとの競合性能に到達することができるかもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-31T14:34:47Z)
• HAN-ECG: An Interpretable Atrial Fibrillation Detection Model Using Hierarchical Attention Networks [15.96723122978118]
  心房細動(英: atrial fibrillation、AF)は、米国で300万人以上、世界中の3300万人以上の人の生活に影響を及ぼす最も一般的な不整脈の1つである。 本稿では,AF検出タスクに対する双方向リカレント・ニューラルネットワークに基づく解釈可能なアプローチであるHAN-ECGを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-12T22:23:06Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。