論文の概要: Epileptic Seizure Detection in Separate Frequency Bands Using Feature Analysis and Graph Convolutional Neural Network (GCN) from Electroencephalogram (EEG) Signals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.00163v1
- Date: Tue, 31 Mar 2026 19:11:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-02 16:44:31.687113
- Title: Epileptic Seizure Detection in Separate Frequency Bands Using Feature Analysis and Graph Convolutional Neural Network (GCN) from Electroencephalogram (EEG) Signals
- Title(参考訳): 脳波(EEG)信号からの特徴解析とグラフ畳み込みニューラルネットワーク(GCN)を用いた周波数帯域の懐疑的地震検出
- Authors: Ferdaus Anam Jibon, Fazlul Hasan Siddiqui, F. Deeba, Gahangir Hossain,
- Abstract要約: てんかん発作(Epileptic seizures)は、脳の異常で過剰な電気活動が特徴の神経疾患である。
脳波信号は、時間的および空間的な神経力学を捉える能力により、発作の診断に広く用いられている。
本研究は,脳波解析に基づくてんかん発作検出のための周波数認識フレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.5599792629509229
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Epileptic seizures are neurological disorders characterized by abnormal and excessive electrical activity in the brain, resulting in recurrent seizure events. Electroencephalogram (EEG) signals are widely used for seizure diagnosis due to their ability to capture temporal and spatial neural dynamics. While recent deep learning methods have achieved high detection accuracy, they often lack interpretability and neurophysiological relevance. This study presents a frequency-aware framework for epileptic seizure detection based on ictal-phase EEG analysis. The raw EEG signals are decomposed into five frequency bands (delta, theta, alpha, lower beta, and higher beta), and eleven discriminative features are extracted from each band. A graph convolutional neural network (GCN) is then employed to model spatial dependencies among EEG electrodes, represented as graph nodes. Experiments on the CHB-MIT scalp EEG dataset demonstrate high detection performance, achieving accuracies of 97.1%, 97.13%, 99.5%, 99.7%, and 51.4% across the respective frequency bands, with an overall broadband accuracy of 99.01%. The results highlight the strong discriminative capability of mid-frequency bands and reveal frequency-specific seizure patterns. The proposed approach improves interpretability and diagnostic precision compared to conventional broadband EEG-based methods.
- Abstract(参考訳): てんかん発作(英: Epileptic seizures)は、脳の異常な電気活動と過剰な電気活動によって引き起こされる神経疾患である。
脳波(EEG)信号は、時間的および空間的神経動態を捉える能力により、発作の診断に広く用いられている。
近年の深層学習法は高い検出精度を達成しているが、解釈可能性や神経生理学的関連性が欠如していることが多い。
本研究は,脳波解析に基づくてんかん発作検出のための周波数認識フレームワークを提案する。
生の脳波信号を5つの周波数帯域(デルタ、セタ、アルファ、低ベータ、高ベータ)に分解し、各帯域から11個の識別特徴を抽出する。
その後、グラフ畳み込みニューラルネットワーク(GCN)を用いて、グラフノードとして表されるEEG電極間の空間依存性をモデル化する。
CHB-MITの頭皮脳波データセットの実験では、97.1%、97.13%、99.5%、99.7%、51.4%という高い検出性能を示し、全体的なブロードバンドの精度は99.01%である。
その結果、中周波帯の強い識別能力を強調し、周波数特異的な発作パターンを明らかにした。
提案手法は従来のブロードバンド脳波法と比較して解釈可能性と診断精度を向上させる。
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