An LSTM Network for Apnea and Hypopnea Episodes Detection in Respiratory Signals
Notice bibliographique
Résumé
One of the most common sleep disorders is sleep apnea. It manifests itself by episodes of shallow breathing or pauses in breathing during the night. Diagnosis of this disease involves polysomnography examination, which is expensive. Alternatively, diagnostic doctors can be supported with recordings from the in-home polygraphy sensors. Furthermore, numerous attempts for providing an automated apnea episodes annotation algorithm have been made. Most of them, however, do not distinguish between apnea and hypopnea episodes. In this work, a novel solution for epoch-based annotation problem is presented. Utilizing an architecture based on the long short-term memory (LSTM) networks, the proposed model provides locations of sleep disordered breathing episodes and identifies them as either apnea or hypopnea. To achieve this, special pre- and postprocessing steps have been designed. The obtained labels can be then used for calculation of the respiratory event index (REI), which serves as a disease severity indicator. The input for the model consists of the oronasal airflow along with the thoracic and abdominal respiratory effort signals. Performance of the proposed architecture was verified on the SHHS-1 and PhysioNet Sleep databases, obtaining mean REI classification error of 9.24/10.52 with standard deviation of 11.61/7.92 (SHHS-1/PhysioNet). Normal breathing, hypopnea and apnea differentiation accuracy is assessed on both databases, resulting in the correctly classified samples percentage of 86.42%/84.35%, 49.30%/58.28% and 68.20%/69.50% for normal breathing, hypopnea and apnea classes, respectively. Overall accuracies are 80.66%/82.04%. Additionally, the effect of wake periods is investigated. The results show that the proposed model can be successfully used for both episode classification and REI estimation tasks.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».