論文の概要: EEG-FuseFormer: A Transformer-Driven Feature Fusion Framework for Seizure Onset Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.02166v1
- Date: Mon, 01 Jun 2026 12:27:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-02 21:34:31.99574
- Title: EEG-FuseFormer: A Transformer-Driven Feature Fusion Framework for Seizure Onset Prediction
- Title(参考訳): EEG-FuseFormer: 地震発生予測のためのトランスフォーマー駆動型特徴融合フレームワーク
- Authors: Vigneshwar Hariharan, Chithra Reghuvaran, Arlene John, Nhat Pham, Omer Rana, Deepu John, Ganesh Neelakanta Iyer,
- Abstract要約: 発作発生の正確な予測はてんかん患者のリスクを軽減するのに役立つ。
本稿では,アセプション・オンセット予測のためのトランスフォーマーベースの機能融合フレームワークであるEEG-FuseFormerを提案する。
提案モデルでは,98.85%の平均リコールを実現し,最先端の手法よりも優れていた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.6078171808054218
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Epilepsy is one of the most common neurological disorders globally, characterized by recurring seizures and significantly impacting the quality of life. Despite advancements in diagnostic techniques, the mitigation of risks faced by epilepsy patients remains challenging due to the unpredictability of seizure events. An accurate forecast of seizure onset helps to reduce risks in epilepsy patients. In this paper, we propose EEG-FuseFormer, a transformer-based feature fusion framework for seizure-onset prediction that combines intermediate features extracted from Convolutional Neural Networks-Long Short-Term Memory (CNN-LSTM) and ResNet-18 networks. The CNN-LSTM architecture captures both spatial and temporal features directly from the raw signal, whereas the ResNet-18 extracts features from the Short-Time Fourier Transform (STFT) representation of the EEG signals. Fusion is carried out using a transformer encoder, and the final prediction is generated using fully connected dense layers. The CHB-MIT dataset was used to validate the proposed model. The results show that the proposed model achieves a mean recall of 98.85% and outperforms most of the state-of-the-art methods. This study evaluates the ability of the proposed feature fusion model to generalize in cross-patient testing scenarios. Fine-tuning pre-trained models on limited target patient data (target adaptation) within the cross-patient validation framework results in higher recall, precision, and F1-score metrics in comparison to the conventional cross-patient validation approach. Finally, the runtime-based computational complexity of the model is assessed across diverse hardware platforms to highlight the performance-complexity trade-off.
- Abstract(参考訳): てんかんは世界中で最も一般的な神経疾患の1つで、発作を繰り返し、生活の質に大きな影響を及ぼす。
診断技術の進歩にもかかわらず、てんかん患者が直面するリスクの軽減は、発作の予測不能のため、依然として困難である。
発作発生の正確な予測はてんかん患者のリスクを軽減するのに役立つ。
本稿では,CNN-LSTM(Convolutional Neural Networks-Long Short-Term Memory)とResNet-18(ResNet-18)から抽出した中間的特徴を組み合わせた,摂動・オンセット予測のためのトランスフォーマーベースの機能融合フレームワークであるEEG-FuseFormerを提案する。
CNN-LSTMアーキテクチャは生信号から直接空間的特徴と時間的特徴をキャプチャするが、ResNet-18は脳波信号の短時間フーリエ変換(STFT)から特徴を抽出する。
変圧器エンコーダを用いて核融合を行い, 完全連結層を用いて最終予測を行う。
CHB-MITデータセットは提案したモデルを検証するために使用された。
その結果,提案モデルは98.85%のリコールを達成し,最先端の手法よりも優れていた。
本研究は,患者間テストシナリオにおける機能融合モデルの適用性を評価するものである。
対象患者データ(ターゲット適応)を対象とする微調整プレトレーニングモデルでは,従来のクロス患者バリデーション手法と比較して,高いリコール,精度,F1スコアの指標が得られた。
最後に、モデルの実行時ベースの計算複雑性は、さまざまなハードウェアプラットフォームで評価され、パフォーマンスと複雑さのトレードオフを強調します。
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