MétaCan
Menu
← Retour à la cohorte
Enregistrement W3196916920 · doi:10.2196/27674

Detecting Tonic-Clonic Seizures in Multimodal Biosignal Data From Wearables: Methodology Design and Validation

2021· article· en· W3196916920 sur OpenAlexvenueno aff
Sebastian Böttcher, Elisa Bruno, Nikolay V. Manyakov, Nino Epitashvili, Kasper Claes, Martin Glasstetter, Sarah Thorpe, Simon Lees, Matthias Dümpelmann, Kristof Van Laerhoven, Mark P. Richardson, Andreas Schulze‐Bonhage

Notice bibliographique

RevueJMIR mhealth and uhealth · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueEEG and Brain-Computer Interfaces
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesAlbert-Ludwigs-Universität FreiburgEuropean CommissionEuropean Federation of Pharmaceutical Industries and AssociationsInnovative Medicines InitiativeWellcome Trust
Mots-clésBiosignalWearable computerEpilepsyAccelerometerElectroencephalographyComputer scienceMedicinePhysical medicine and rehabilitationArtificial intelligenceComputer visionPsychiatry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Video electroencephalography recordings, routinely used in epilepsy monitoring units, are the gold standard for monitoring epileptic seizures. However, monitoring is also needed in the day-to-day lives of people with epilepsy, where video electroencephalography is not feasible. Wearables could fill this gap by providing patients with an accurate log of their seizures. OBJECTIVE: Although there are already systems available that provide promising results for the detection of tonic-clonic seizures (TCSs), research in this area is often limited to detection from 1 biosignal modality or only during the night when the patient is in bed. The aim of this study is to provide evidence that supervised machine learning can detect TCSs from multimodal data in a new data set during daytime and nighttime. METHODS: An extensive data set of biosignals from a multimodal watch worn by people with epilepsy was recorded during their stay in the epilepsy monitoring unit at 2 European clinical sites. From a larger data set of 243 enrolled participants, those who had data recorded during TCSs were selected, amounting to 10 participants with 21 TCSs. Accelerometry and electrodermal activity recorded by the wearable device were used for analysis, and seizure manifestation was annotated in detail by clinical experts. Ten accelerometry and 3 electrodermal activity features were calculated for sliding windows of variable size across the data. A gradient tree boosting algorithm was used for seizure detection, and the optimal parameter combination was determined in a leave-one-participant-out cross-validation on a training set of 10 seizures from 8 participants. The model was then evaluated on an out-of-sample test set of 11 seizures from the remaining 2 participants. To assess specificity, we additionally analyzed data from up to 29 participants without TCSs during the model evaluation. RESULTS: In the leave-one-participant-out cross-validation, the model optimized for sensitivity could detect all 10 seizures with a false alarm rate of 0.46 per day in 17.3 days of data. In a test set of 11 out-of-sample TCSs, amounting to 8.3 days of data, the model could detect 10 seizures and produced no false positives. Increasing the test set to include data from 28 more participants without additional TCSs resulted in a false alarm rate of 0.19 per day in 78 days of wearable data. CONCLUSIONS: We show that a gradient tree boosting machine can robustly detect TCSs from multimodal wearable data in an original data set and that even with very limited training data, supervised machine learning can achieve a high sensitivity and low false-positive rate. This methodology may offer a promising way to approach wearable-based nonconvulsive seizure detection.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,024
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,029
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,024
Score d'incertitude au seuil0,129

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0240,029
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,301
Tête enseignante GPT0,441
Écart entre enseignants0,140 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations36
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueJMIR mhealth and uhealth→Même sujetEEG and Brain-Computer Interfaces→Travaux en français237 207→