Effective Denoising of Epileptic High-Frequency Oscillations (HFOs) in Scalp EEG Using a Temporal Generative Adversarial Network (TimeGAN)
Notice bibliographique
Résumé
Over the past two decades, High-Frequency Oscillations (HFOs) have been widely recognized as promising biomarkers for delineating the specific regions of the brain responsible for seizure onset, and for monitoring the spatiotemporal dynamics of epileptogenic activity. While deep learning (DL) techniques have shown promise in processing HFOs in intracranial EEG (iEEG) data, they often struggle to perform effectively on scalp electroencephalography (EEG). This limitation is particularly owing to the inherently lower signal-to-noise ratio of scalp HFOs, their smaller amplitude, and their increased susceptibility to artifact contamination, which together obscure subtle high-frequency phenomena. Despite these restrictions or barriers, clinicians predominantly rely on scalp EEG recordings due to their noninvasive nature, low cost, and recognized safety. To extend the benefits or applicability of DL-based HFO detection to a broader patient population, automated scalp EEG systems incorporating HFO denoising algorithms are highly warranted and necessary. Hence, the present study aimed at proposing, developing, and comparing the effectiveness of five optimized DL-based paradigms for denoising unwanted artifacts from realistic scalp EEG. The target data was created by combining intracranial HFO samples with injected realistic contaminants such as electrooculogram (EOG) and electromyography (EMG), accurately replicating scalp EEG profiles. In this regard, we considered evaluating and comparing the following time-series DL architectures, referred to as: one-dimensional Convolutional Neural Networks (CNN-1D), Long Short-Term Memory (LSTM) networks, Stacked Autoencoders (SAE), one-dimensional Transformer (Transformer-1D), and Generative Adversarial Networks (GAN). This analysis aims to elucidate each model’s denoising performance strengths and weaknesses. The reached quantitative and qualitative experimental results revealed that the proposed current GAN model significantly achieved superior performance compared to other DL approaches, suggesting its effectiveness as a robust solution for denoising scalp HFOs, thereby enhancing noninvasive HFOs detection. Received: 7 April 2025 | Revised: 15 August 2025 | Accepted: 30 September 2025 Conflicts of Interest The authors declare that they have no conflicts of interest to this work. Data Availability Statement Data were available from the corresponding author upon reasonable request. Author Contribution Statement Sahbi Chaibi: Conceptualization, Methodology, Software, Validation, Formal analysis, Investigation, Resources, Data curation, Writing – original draft, Writing – review & editing, Visualization, Project administration. Wadhah Ayadi: Conceptualization, Methodology, Validation. Abdennaceur Kachouri: Validation, Supervision.
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 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) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».