Deep Learning Recurrent Neural Network for Concussion Classification in Adolescents Using Raw Electroencephalography Signals: Toward a Minimal Number of Sensors
Notice bibliographique
Résumé
Artificial neural networks (ANNs) are showing increasing promise as decision support tools in medicine and particularly in neuroscience and neuroimaging. Recently, there has been increasing work on using neural networks to classify individuals with concussion using electroencephalography (EEG) data. However, to date the need for research grade equipment has limited the applications to clinical environments. We recently developed a deep learning long short-term memory (LSTM) based recurrent neural network to classify concussion using raw, resting state data using 64 EEG channels and achieved high accuracy in classifying concussion. Here, we report on our efforts to develop a clinically practical system using a minimal subset of EEG sensors. EEG data from 23 athletes who had suffered a sport-related concussion and 35 non-concussed, control athletes were used for this study. We tested and ranked each of the original 64 channels based on its contribution toward the concussion classification performed by the original LSTM network. The top scoring channels were used to train and test a network with the same architecture as the previously trained network. We found that with only six of the top scoring channels the classifier identified concussions with an accuracy of 94%. These results show that it is possible to classify concussion using raw, resting state data from a small number of EEG sensors, constituting a first step toward developing portable, easy to use EEG systems that can be used in a clinical setting.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».