論文の概要: Hybrid Pipeline SWD Detection in Long-Term EEG Signals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.19387v1
- Date: Mon, 22 Sep 2025 02:45:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-25 20:53:19.534794
- Title: Hybrid Pipeline SWD Detection in Long-Term EEG Signals
- Title(参考訳): 長期脳波信号におけるハイブリッドパイプラインSWD検出
- Authors: Antonio Quintero Rincon, Nicolas Masino, Veronica Marsico, Hadj Batatia,
- Abstract要約: スパイク・アンド・ウェーブ放電(英: Spike-and-wave discharges、SWDs)は、脳波によるてんかんの徴候である。
本稿では、分析機能を浅層ニューラルネットワーク(ANN)に結合して、患者固有のSWD検出を行う軽量ハイブリッドパイプラインを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Spike-and-wave discharges (SWDs) are the electroencephalographic hallmark of absence epilepsy, yet their manual identification in multi-day recordings remains labour-intensive and error-prone. We present a lightweight hybrid pipeline that couples analytical features with a shallow artificial neural network (ANN) for accurate, patient-specific SWD detection in long-term, monopolar EEG. A two-sided moving-average (MA) filter first suppresses the high-frequency components of normal background activity. The residual signal is then summarised by the mean and the standard deviation of its normally distributed samples, yielding a compact, two-dimensional feature vector for every 20s window. These features are fed to a single-hidden-layer ANN trained via back-propagation to classify each window as SWD or non-SWD. The method was evaluated on 780 channels sampled at 256 Hz from 12 patients, comprising 392 annotated SWD events. It correctly detected 384 events (sensitivity: 98%) while achieving a specificity of 96.2 % and an overall accuracy of 97.2%. Because feature extraction is analytic, and the classifier is small, the pipeline runs in real-time and requires no manual threshold tuning. These results indicate that normal-distribution descriptors combined with a modest ANN provide an effective and computationally inexpensive solution for automated SWD screening in extended EEG recordings.
- Abstract(参考訳): スパイク・アンド・ウェーブ放電(SWDs)は、脳波によるてんかんの徴候であるが、多日間の録音における手動の同定は、労働集約的でエラーを起こしやすいままである。
本稿では,分析機能を浅層ニューラルネットワーク(ANN)と組み合わせて,長期の単極性脳波における患者固有のSWD検出を行う軽量ハイブリッドパイプラインを提案する。
両面移動平均フィルタ(MA)は、まず、通常のバックグラウンドアクティビティの高周波成分を抑圧する。
その後、残留信号は平均値と標準偏差によって要約され、20sウィンドウ毎にコンパクトな2次元特徴ベクトルが得られる。
これらの特徴は、バックプロパゲーションによってトレーニングされた単一階層のANNに供給され、各ウィンドウをSWDまたは非SWDに分類する。
392件のSWDイベントを含む12例の256Hzの780チャンネルで評価した。
384件(感度:98%)を正確に検出し、96.2%、全体的な精度は97.2%であった。
特徴抽出は解析的であり、分類器は小さいため、パイプラインはリアルタイムで動作し、手動のしきい値調整を必要としない。
これらの結果から, 正規分布ディスクリプタと控えめなANNを組み合わせることで, 脳波記録におけるSWD自動スクリーニングに有効な, 計算コストのかかるソリューションが得られることが示唆された。
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