Beyond K-complex binary scoring during sleep: probabilistic classification using deep learning
Notice bibliographique
Résumé
STUDY OBJECTIVES: K-complexes (KCs) are a recognized electroencephalography marker of sensory processing and a defining feature of sleep stage 2. KC frequency and morphology may also be reflective of sleep quality, aging, and a range of sleep and sensory processing deficits. However, manual scoring of K-complexes is impractical, time-consuming, and thus costly and currently not well-standardized. Although automated KC detection methods have been developed, performance and uptake remain limited. METHODS: The proposed algorithm is based on a deep neural network and Gaussian process, which gives the input waveform a probability of being a KC ranging from 0% to 100%. The algorithm was trained on half a million synthetic KCs derived from manually scored sleep stage 2 KCs from the Montreal Archive of Sleep Study containing 19 healthy young participants. Algorithm performance was subsequently assessed on 700 independent recordings from the Cleveland Family Study using sleep stages 2 and 3 data. RESULTS: The developed algorithm showed an F1 score (a measure of binary classification accuracy) of 0.78 and thus outperforms currently available KC scoring algorithms with F1 = 0.2-0.6. The probabilistic approach also captured expected variability in KC shape and amplitude within individuals and across age groups. CONCLUSIONS: An automated probabilistic KC classification is well suited and effective for systematic KC detection for a more in-depth exploration of potential relationships between KCs during sleep and clinical outcomes such as health impacts and daytime symptomatology.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».