Prediciendo convulsiones epilépticas utilizando EfficientNet-B0 y SVMs: una metodología de aprendizaje profundo para el análisis de EEG
Autores: Saadoon, Yousif A.; Khalil, Mohamad; Battikh, Dalia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Prediciendo convulsiones epilépticas utilizando EfficientNet-B0 y SVMs: una metodología de aprendizaje profundo para el análisis de EEG
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Predicción de convulsiones
Manejo de la epilepsia
Red neuronal convolucional
Máquinas de Vectores de Soporte
Señales de EEG
Transformada de Fourier de Tiempo Corto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La predicción de convulsiones es un desafío crítico en el manejo de la epilepsia, ofreciendo el potencial de mejorar los resultados del paciente a través de intervenciones oportunas. Este estudio propone un marco novedoso que combina una red neuronal convolucional (CNN) basada en EfficientNet-B0 y un conjunto de seis Máquinas de Vectores de Soporte (SVMs) con un mecanismo de votación para una predicción robusta de convulsiones. El marco aprovecha la Transformada de Fourier de Tiempo Corto (STFT) normalizada y características de correlación de canales extraídas de señales de EEG para capturar información tanto espectral como espacial. La metodología fue validada en el conjunto de datos CHB-MIT en ventanas preictales de 10, 20 y 30 minutos, logrando precisión de 96.12%, 94.89% y 94.21%, y sensibilidades de 95.21%, 93.98% y 93.55%, respectivamente. Al comparar los resultados con métodos de última generación, resaltamos la robustez y adaptabilidad del marco. El respaldo de EfficientNet-B0 garantiza alta precisión con eficiencia computacional, mientras que el conjunto de SVMs mejora la confiabilidad de la predicción al mitigar el ruido y la variabilidad en los datos de EEG.
Descripción
La predicción de convulsiones es un desafío crítico en el manejo de la epilepsia, ofreciendo el potencial de mejorar los resultados del paciente a través de intervenciones oportunas. Este estudio propone un marco novedoso que combina una red neuronal convolucional (CNN) basada en EfficientNet-B0 y un conjunto de seis Máquinas de Vectores de Soporte (SVMs) con un mecanismo de votación para una predicción robusta de convulsiones. El marco aprovecha la Transformada de Fourier de Tiempo Corto (STFT) normalizada y características de correlación de canales extraídas de señales de EEG para capturar información tanto espectral como espacial. La metodología fue validada en el conjunto de datos CHB-MIT en ventanas preictales de 10, 20 y 30 minutos, logrando precisión de 96.12%, 94.89% y 94.21%, y sensibilidades de 95.21%, 93.98% y 93.55%, respectivamente. Al comparar los resultados con métodos de última generación, resaltamos la robustez y adaptabilidad del marco. El respaldo de EfficientNet-B0 garantiza alta precisión con eficiencia computacional, mientras que el conjunto de SVMs mejora la confiabilidad de la predicción al mitigar el ruido y la variabilidad en los datos de EEG.