GaborPDNet: transformación de Gabor y red neuronal profunda para la detección de la enfermedad de Parkinson utilizando señales de EEG
Autores: Loh, Hui Wen; Ooi, Chui Ping; Palmer, Elizabeth; Barua, Prabal Datta; Dogan, Sengul; Tuncer, Turker; Baygin, Mehmet; Acharya, U. Rajendra
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
GaborPDNet: transformación de Gabor y red neuronal profunda para la detección de la enfermedad de Parkinson utilizando señales de EEG
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Enfermedad de Parkinson
Neurodegenerativa
Neuronas dopaminérgicas
Electroencefalográfico
Modelo de aprendizaje profundo
Red neuronal convolucional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La enfermedad de Parkinson (EP) es globalmente el trastorno del movimiento neurodegenerativo más común. Se caracteriza por una pérdida de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra del cerebro. Sin embargo, los métodos actuales para diagnosticar la EP en base a las características clínicas del parkinsonismo pueden llevar a diagnósticos erróneos. Por lo tanto, métodos no invasivos como los registros electroencefalográficos (EEG) de pacientes con EP pueden ser un biomarcador alternativo. En este estudio, se propone un modelo de aprendizaje profundo para el diagnóstico automatizado de la EP. Los registros EEG de 16 controles sanos y 15 pacientes con EP se utilizaron para el análisis. Utilizando la transformada de Gabor, los registros EEG se convirtieron en espectrogramas, que se utilizaron para entrenar el modelo de red neuronal convolucional bidimensional propuesto (2D-CNN). Como resultado, el modelo propuesto logró una alta precisión de clasificación del 99.46% (+/-0.73) para la clasificación de tres clases (controles sanos y pacientes con EP con y sin medicación) utilizando validación cruzada de diez veces. Esto indica el potencial del modelo propuesto para detectar automáticamente a los pacientes con EP y su estado de medicación simultáneamente. El modelo propuesto está listo para ser validado con una base de datos más grande antes de su implementación como una herramienta de diagnóstico asistido por computadora (CAD) para apoyo en decisiones clínicas.
Descripción
La enfermedad de Parkinson (EP) es globalmente el trastorno del movimiento neurodegenerativo más común. Se caracteriza por una pérdida de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra del cerebro. Sin embargo, los métodos actuales para diagnosticar la EP en base a las características clínicas del parkinsonismo pueden llevar a diagnósticos erróneos. Por lo tanto, métodos no invasivos como los registros electroencefalográficos (EEG) de pacientes con EP pueden ser un biomarcador alternativo. En este estudio, se propone un modelo de aprendizaje profundo para el diagnóstico automatizado de la EP. Los registros EEG de 16 controles sanos y 15 pacientes con EP se utilizaron para el análisis. Utilizando la transformada de Gabor, los registros EEG se convirtieron en espectrogramas, que se utilizaron para entrenar el modelo de red neuronal convolucional bidimensional propuesto (2D-CNN). Como resultado, el modelo propuesto logró una alta precisión de clasificación del 99.46% (+/-0.73) para la clasificación de tres clases (controles sanos y pacientes con EP con y sin medicación) utilizando validación cruzada de diez veces. Esto indica el potencial del modelo propuesto para detectar automáticamente a los pacientes con EP y su estado de medicación simultáneamente. El modelo propuesto está listo para ser validado con una base de datos más grande antes de su implementación como una herramienta de diagnóstico asistido por computadora (CAD) para apoyo en decisiones clínicas.