11 天前

认识 Spinky:一个开源的纺锤波与K复合波检测工具箱,已在开放获取的蒙特利尔睡眠研究档案(MASS)数据集上完成验证。

{Sonia Frenette, Pierre-Emanuel Aguera, Sahbi Ch1aibi, Christian O'Reilly, Karim Jerbi, Jb Eichenlaub, Etienne Combrisson, Abdennaceur Kachouri, Perrine Ruby, Mounir Samet, Julie Carrier, Tarek Lajnef}
认识 Spinky:一个开源的纺锤波与K复合波检测工具箱,已在开放获取的蒙特利尔睡眠研究档案(MASS)数据集上完成验证。
摘要

睡眠纺锤波(sleep spindles)和K复合波(K-complexes)是睡眠期间脑电图(EEG)记录中最显著的微事件之一。这些EEG微结构被认为与睡眠相关的认知过程密切相关。尽管其识别与量化过程繁琐且耗时,但在健康人群及睡眠障碍患者的研究中仍具有重要意义。因此,实现纺锤波与K复合波的自动检测,可为研究人员和临床医生提供有力支持。近期,我们提出了一种联合检测纺锤波与K复合波的框架(Lajnef等,2015a),该方法基于可调Q因子小波变换(Tunable Q-factor Wavelet Transform, TQWT;Selesnick, 2011a)与形态成分分析(Morphological Component Analysis, MCA)。本文通过在蒙特利尔睡眠研究档案库(Montreal Archive of Sleep Studies, MASS;O'Reilly等,2014)提供的公开EEG数据集上应用该方法,采用多种性能评估指标,对所提方法进行了严格的验证与基准测试。尤为重要的是,所得结果与先前在相同数据库上测试的其他方法进行了系统比较。在纺锤波检测方面,本方法的性能优于大多数对比方法。该优势在同时考虑敏感性与精确性的统计检验中得到进一步证实,所采用的评估指标包括马修斯相关系数(Matthew’s Correlation Coefficient, MCC)、F1分数以及Cohen’s κ系数。为促进方法的可及性与共享,我们已将该方法以开源工具的形式发布,命名为Spinky(用于纺锤波与K复合波检测)。该工具配备图形用户界面(GUI),并提供Matlab与Python版本的接口资源。Spinky有望推动开放科学的发展,提升健康人群与患者群体中睡眠EEG微结构检测方法的可重复性与分类器性能比较的可靠性。

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