Automated Multi-Class Seizure-Type Classification System Using EEG Signals and Machine Learning Algorithms
Notice bibliographique
Résumé
Epilepsy is a chronic brain disorder characterized by recurrent unprovoked seizures. The treatment for epilepsy is influenced by the types of seizures. Therefore, developing a reliable, explainable, and automated system to identify seizure types is necessary. This study aims to automate the process of classification of five seizure types: focal non-specific, generalized, complex partial, absence, and tonic-clonic using electroencephalogram (EEG) signals and machine learning algorithms. The EEG signals of 2933 seizures from 327 patients were obtained from the publicly available Temple University Hospital dataset. Initially, the signals were preprocessed using a standard pipeline, and 110 features from the time, frequency, and time-frequency domain were computed from each seizure. Further, the features were ranked using the statistical test and extreme Gradient Boosting (XGBoost) algorithm to identify the significant features. We built binary and multiclass seizure-type classification systems using the identified features and machine learning algorithms. Our study revealed that the EEG band power between 11–13 Hz, 27–29 Hz, intrinsic mode function (IMF) band power 19–21 Hz, and delta band (1-4 Hz) played a crucial role in discriminating the seizures. We achieved an average accuracy of 88.21% and 69.43% for the binary and multiclass seizure-type classification, respectively, using the XGBoost classifier. We also found that the combination of features performed well compared to any single domain. This automated system has the potential to aid neurologists in making diagnosis of epileptic seizure types. The proposed methodology can be applied alongside the established clinical approach of visual evaluation for the classification of seizure-types.
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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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
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 ».