Clasificación de la apnea del sueño utilizando la característica media de Euler-Poincaré y técnicas de IA
Autores: Ramos-Martinez, Moises; Sorcia-Vázquez, Felipe D. J.; Ortiz-Torres, Gerardo; Martínez García, Mario; Mena-Enriquez, Mayra G.; Sarmiento-Bustos, Estela; Mixteco-Sánchez, Juan Carlos; Rentería-Vargas, Erasmo Misael; Valdez-Resendiz, Jesús E.; Rumbo-Morales, Jesse Yoe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Clasificación de la apnea del sueño utilizando la característica media de Euler-Poincaré y técnicas de IA
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Apnea del sueño
Enfoque de aprendizaje automático
Modelo de característica Euler-Poincaré
Señales de electrocardiograma
Clasificador de vecinos más cercanos K-ésimos en conjunto
Red neuronal de alimentación directa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La apnea del sueño es un trastorno del sueño que interrumpe la respiración durante el sueño. Este estudio tiene como objetivo clasificar la apnea del sueño utilizando un enfoque de aprendizaje automático y un modelo de característica Euler-Poincaré (EPC) derivado de señales de electrocardiograma (ECG). Se implementó un clasificador de vecinos más cercanos en conjunto y una red neuronal feedforward utilizando el modelo EPC como entradas. Las señales de ECG fueron preprocesadas con un esquema basado en polinomios para reducir el ruido, y las señales procesadas se transformaron en un campo aleatorio fisiológico no gaussiano (NGPRF) para la extracción del modelo EPC a partir de conjuntos de excursiones. Luego, los clasificadores se aplicaron a las entradas del modelo EPC. Utilizando el conjunto de datos Apnea-ECG, el método propuesto logró una precisión del 98.5%, una sensibilidad del 94.5% y una especificidad del 100%. Combinar métodos de aprendizaje automático y características geométricas puede diagnosticar efectivamente la apnea del sueño a partir de señales de ECG de un solo derivación. El modelo EPC mejora la toma de decisiones clínicas para evaluar esta enfermedad.
Descripción
La apnea del sueño es un trastorno del sueño que interrumpe la respiración durante el sueño. Este estudio tiene como objetivo clasificar la apnea del sueño utilizando un enfoque de aprendizaje automático y un modelo de característica Euler-Poincaré (EPC) derivado de señales de electrocardiograma (ECG). Se implementó un clasificador de vecinos más cercanos en conjunto y una red neuronal feedforward utilizando el modelo EPC como entradas. Las señales de ECG fueron preprocesadas con un esquema basado en polinomios para reducir el ruido, y las señales procesadas se transformaron en un campo aleatorio fisiológico no gaussiano (NGPRF) para la extracción del modelo EPC a partir de conjuntos de excursiones. Luego, los clasificadores se aplicaron a las entradas del modelo EPC. Utilizando el conjunto de datos Apnea-ECG, el método propuesto logró una precisión del 98.5%, una sensibilidad del 94.5% y una especificidad del 100%. Combinar métodos de aprendizaje automático y características geométricas puede diagnosticar efectivamente la apnea del sueño a partir de señales de ECG de un solo derivación. El modelo EPC mejora la toma de decisiones clínicas para evaluar esta enfermedad.