RU2747712C1 - Method for detecting epileptiform discharges in long-term eeg recording - Google Patents

Method for detecting epileptiform discharges in long-term eeg recording Download PDF

Info

Publication number
RU2747712C1
RU2747712C1 RU2020118039A RU2020118039A RU2747712C1 RU 2747712 C1 RU2747712 C1 RU 2747712C1 RU 2020118039 A RU2020118039 A RU 2020118039A RU 2020118039 A RU2020118039 A RU 2020118039A RU 2747712 C1 RU2747712 C1 RU 2747712C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
epileptiform
extremum
signal
marked
eeg signal
Prior art date
Application number
RU2020118039A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Викторович Приходько
Иван Игоревич Панин
Original Assignee
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СберМедИИ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СберМедИИ" filed Critical ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СберМедИИ"
Priority to RU2020118039A priority Critical patent/RU2747712C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747712C1 publication Critical patent/RU2747712C1/en
Priority to PCT/RU2021/050226 priority patent/WO2021246922A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/14Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
    • G06F17/148Wavelet transforms
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00Machine learning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

FIELD: computing technology.
SUBSTANCE: invention relates to medicine and computing technology. The method comprises the stages wherein at least one EEG signal is preprocessed on a computing device, where local extrema with a window of 0.02 seconds are identified in at least one EEG signal, wherein each extremum is marked in accordance with the available markup; indicators are calculated for each extremum based on the original EEG signal and the wavelet transformation of the original EEG signal; a sample of indicators and marked marks is received by the input of the classifier designed for assessment of the probability of presence of epileptiform patterns in a signal segment; to reduce the number of false negatives, the probability threshold is determined as equal to 5%; post-processing of the obtained results of the classifier is conducted, close extrema marked as epileptiform are combined into one epileptiform discharge.
EFFECT: ensured accurate detection of generalised epileptiform discharges, reduced number of skipped discharges and reduced time for detection of generalised epileptiform discharges.
2 cl, 3 dwg, 3 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее техническое решение относится к областям медицины и вычислительной техники, в частности к компьютерно-реализуемому способу автоматизированного детектирования генерализованных эпилептиформных разрядов (далее – ГЭР) в длительной записи электроэнцефалограммы (далее – ЭЭГ).This technical solution relates to the fields of medicine and computing, in particular to a computer-implemented method for automated detection of generalized epileptiform discharges (hereinafter referred to as GER) in long-term recording of an electroencephalogram (hereinafter referred to as EEG).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Наиболее заметные проявления эпилепсии – приступы – плохо подходят для регулярного наблюдения за ходом заболевания в силу своей непредсказуемости и опасности для здоровья. Однако у большинства больных на записи ЭЭГ можно наблюдать характерные паттерны эпилептиформной активности – эпилептиформные разряды (ЭР), оценивая частоту которых можно сделать вывод об интенсивности и динамике заболевания. Наличие ЭР на ЭЭГ с большой вероятностью говорит о наличии эпилепсии. The most visible manifestations of epilepsy - seizures - are poorly suited for regular monitoring of the course of the disease due to their unpredictability and health risks. However, in most patients on the EEG recording, characteristic patterns of epileptiform activity - epileptiform discharges (ER) - can be observed, assessing the frequency of which it is possible to conclude about the intensity and dynamics of the disease. The presence of ER on the EEG is highly likely to indicate the presence of epilepsy.

ЭР обычно определяются специалистами эпилептологами при визуальном осмотре длительных записей ЭЭГ (запись должна включать сигнал, снятый во сне, для повышения точности заключения). Это очень монотонный и утомительный процесс, так как требует от человека просмотреть и вручную разметить примерно 10 или более часов записи. Специалист должен пометить каждый ЭР, а после на основе полученной разметки определить локализацию в случае фокальных эпилептиформных разрядов (далее – ФЭР) и подсчитать индексы эпилептиформной активности для оценки состояния и написания заключения. Такая работа занимает 3-4 часа и имеет следующий ряд проблем.ER is usually determined by specialist epileptologists by visual examination of long-term EEG recordings (the recording should include a signal taken during sleep to improve the accuracy of the conclusion). This is a very monotonous and tedious process, as it requires a person to review and manually mark off approximately 10 or more hours of recording. The specialist must mark each ER, and then, on the basis of the obtained markup, determine the localization in the case of focal epileptiform discharges (hereinafter - FER) and calculate the indices of epileptiform activity to assess the condition and write a conclusion. This work takes 3-4 hours and has the following number of problems.

Большие временные затраты на разметку приводят к тому, что эта работа отдается не самым квалифицированным сотрудникам. Опытный специалист берет на себя только функцию первичной диагностики типа разряда и валидации результата. А разметку и подсчет индексов, как правило, берет на себя менее опытный специалист. Такой процесс создает вынужденные ошибки разметки. The large time spent on marking leads to the fact that this work is given to not the most qualified employees. An experienced specialist only undertakes the function of primary diagnostics of the discharge type and validation of the result. And, as a rule, less experienced specialist takes over the marking and counting of indices. This process creates forced markup errors.

При достаточно большом потоке пациентов специалисты вынуждены начать размечать не всю запись, а отдельные короткие интервалы (как правило по 10 минут), оценивая по ним общее количество ЭР. Так как ЭР могут возникать неравномерно по времени – это приводит к возникновению неконтролируемых погрешностей в вычислении индексов.With a sufficiently large flow of patients, specialists are forced to start marking not the entire record, but separate short intervals (usually 10 minutes each), evaluating the total number of ERs based on them. Since ERs can occur unevenly in time, this leads to uncontrollable errors in the calculation of indices.

Эксперименты показывают, что разметка ЭР разных специалистов может существенно отличаться в силу субъективности определения ЭР человеком в силу того, что паттерны ЭР могут существенно отличаться между собой и при этом походить на артефакты или некоторые нормальные паттерны.Experiments show that the markup of ER by different specialists can differ significantly due to the subjectivity of the definition of ER by a person due to the fact that ER patterns can differ significantly from each other and, at the same time, resemble artifacts or some normal patterns.

Из уровня техники известен источник информации US 8,972,001 B2 03.03.2015, раскрывающий способ и систему отображения данных, в котором множество эпох сшиты вместе с перекрывающейся секцией, чтобы представить непрерывную запись ЭЭГ. Уменьшение артефактов выполняется в эпохах, а затем эпохи объединяются вместе с перекрывающимися секциями, предпочтительно от двух до четырех секунд. При этом осуществляют генерирование исходного сигнала ЭЭГ из машины, содержащей множество электродов и процессор; разбивают исходный сигнал ЭЭГ на множество эпох, причем каждая из множества эпох имеет длительность продолжительности эпохи и приращение перекрытия; выполняют уменьшение артефактов для множества эпох, чтобы сформировать множество эпох с уменьшенными артефактами; а также объединяют множество эпох с уменьшенным артефактом для генерирования непрерывной обработанной записи ЭЭГ, при этом каждая из множества эпох с уменьшенным артефактом имеет длительность эпохи, равную двум секундам, и приращением в одну секунду, при этом каждая из множества эпох с уменьшенным артефактом перекрывается уменьшенная эпоха смежных артефактов для получения непрерывной обработанной записи ЭЭГ без разрывов в непрерывной обработанной записи ЭЭГ, причем каждая из множества эпох с уменьшенным артефактом и смежных эпох с уменьшенным артефактом объединяются с использованием взвешенного среднего, причем вес пропорционален отношению расстояний к центрам эпох, где значение из каждой из множества эпох с уменьшенным артефактом взвешивается выше для перекрывающаяся часть ближе к центру каждой из множества эпох с уменьшенным артефактом, и значение из соседней эпохи с уменьшенным артефактом взвешивается выше для перекрывающейся части ближе к центру соседней эпохи с уменьшенным артефактом.The prior art discloses a source of information US 8,972,001 B2 03.03.2015 disclosing a method and a data display system in which a plurality of epochs are stitched together with an overlapping section to represent a continuous EEG recording. Artifact reduction is done in epochs and then epochs are merged together with overlapping sections, preferably between two and four seconds. In this case, the initial EEG signal is generated from a machine containing a plurality of electrodes and a processor; split the original EEG signal into many epochs, and each of the many epochs has an epoch duration and an overlap increment; performing artifact reduction for a plurality of epochs to generate a plurality of artifact-reduced epochs; and also combine multiple reduced artifact epochs to generate a continuous processed EEG recording, with each of the multiple reduced artifact epochs having an epoch duration of two seconds in one second increments, with each of the multiple reduced artifact epochs overlapping the reduced epoch of adjacent artifacts to produce a continuous processed EEG recording without discontinuities in a continuous processed EEG recording, with each of the plurality of reduced artifact epochs and adjacent reduced artifact epochs being combined using a weighted average, with the weight proportional to the ratio of the distances to the centers of the epochs, where the value from each of the set of reduced artifact epochs is weighted higher for the overlapping portion closer to the center of each of the set of reduced artifact epochs, and the value from the adjacent reduced artifact epoch is weighted higher for the overlapping portion closer to the center of the neighboring reduced artifact epoch Tom.

Предлагаемое решение направлено на автоматическую разметку фокальных эпилептиформных разрядов сигнала ЭЭГ.The proposed solution is aimed at automatic marking of focal epileptiform discharges of the EEG signal.

Наиболее близким аналогом является программный пакет Persyst 13, в котором посредством автоматической процедуры размечается только 60% спайков. Это говорит врачу о том, что при использовании пакета, 40% разрядов останутся не отмеченными и означает необходимость внимательно просмотреть весь исходный сигнал, чтобы убедиться, что ничего важного пропущено не было. Необходимость внимательно просмотреть весь сигнал увеличивает время работы на обработку сигнала.The closest analogue is the Persyst 13 software package, in which only 60% of the spikes are marked by an automatic procedure. This tells the doctor that when using the package, 40% of the digits will remain unmarked and means the need to carefully review the entire original signal to make sure that nothing important has been missed. The need to carefully review the entire signal increases the signal processing time.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание компьютерно-реализуемого способа детектирование генерализованных эпилептиформных разрядов в длительной записи ЭЭГ, который охарактеризован в независимом пункте формулы. Дополнительные варианты реализации настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах изобретения.The technical problem to be solved by the claimed technical solution is the creation of a computer-implemented method for detecting generalized epileptiform discharges in a long-term EEG recording, which is described in an independent claim. Additional embodiments of the present invention are presented in the dependent claims.

Технический результат заключается в обеспечении точного детектирование генерализованных эпилептиформных разрядов, уменьшении числа пропускаемых разрядов и сокращении времени на детектирование генерализованных эпилептиформных разрядов.The technical result consists in providing accurate detection of generalized epileptiform discharges, reducing the number of missed discharges and reducing the time for detecting generalized epileptiform discharges.

Заявленный результат достигается за счет осуществления компьютерно-реализуемого способа автоматизированного детектирование генерализованных эпилептиформных разрядов в длительной записи ЭЭГ, содержащий этапы, на которых:The claimed result is achieved through the implementation of a computer-implemented method for automated detection of generalized epileptiform discharges in a long-term EEG recording, containing the stages at which:

на вычислительном устройстве осуществляют предобработку по меньшей мере одного сигнала ЭЭГ, где в по меньшей мере одном сигнале ЭЭГ выделяются локальные экстремумы с окном в 0.02 секунды, при этом каждый экстремум маркируются в соответствие с имеющейся разметкой;preprocessing of at least one EEG signal is carried out on the computing device, where local extrema with a window of 0.02 seconds are highlighted in at least one EEG signal, and each extremum is marked in accordance with the existing markup;

для каждого экстремума вычисляются признаки на основе исходного сигнала ЭЭГ и вейвлет-преобразования исходного сигнала ЭЭГ;for each extremum, signs are calculated based on the original EEG signal and the wavelet transform of the original EEG signal;

выборка из признаков и маркированных отметок поступает на вход классификатора;a sample of features and marked marks is fed to the input of the classifier;

для уменьшения количества ложноотрицательных срабатываний устанавливают порог вероятности, равный 5%; to reduce the number of false negatives, set the probability threshold equal to 5%;

осуществляют постобработку полученных результатов классификатора близкие экстремумы, помеченные как эпилептиформные, объединяют в один эпилептиформный разряд.post-processing of the obtained classifier results is carried out; close extrema marked as epileptiform are combined into one epileptiform discharge.

В частном варианте реализации предлагаемого способа, для экстремума вычисляются по меньшей мере следующие признаки: In a particular embodiment of the proposed method, at least the following features are calculated for the extremum:

- модуль амплитуды фильтрованного сигнала в точке локального экстремума- amplitude modulus of the filtered signal at the point of local extremum

- временное расстояние до следующего и/или послеследующего локальных экстремумов; - time distance to the next and / or after the next local extrema;

- максимальная амплитуда в окне 0.05 секунды вокруг экстремума.- the maximum amplitude in the window is 0.05 seconds around the extremum.

- среднеквадратичное отклонение градиента сигнала в окне 0.05 секунды вокруг экстремума.- root-mean-square deviation of the signal gradient in a window of 0.05 seconds around the extremum.

- модуль разности усредненного градиента сигнала справа и слева от экстремума в окне 0.05 секунды.- the modulus of the difference of the averaged signal gradient to the right and to the left of the extremum in the window 0.05 seconds.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF DRAWINGS

Реализация изобретения будет описана в дальнейшем в соответствии с прилагаемыми чертежами, которые представлены для пояснения сути изобретения и никоим образом не ограничивают область изобретения. К заявке прилагаются следующие чертежи:The implementation of the invention will be described in the following in accordance with the accompanying drawings, which are presented to explain the essence of the invention and in no way limit the scope of the invention. The following drawings are attached to the application:

Фиг.1 иллюстрирует характеристику генерализованных эпилептиформных разрядов.Figure 1 illustrates the characteristics of generalized epileptiform discharges.

Фиг.2 иллюстрирует общую схему работы предлагаемого способа.Figure 2 illustrates the general scheme of the proposed method.

Фиг. 3 иллюстрирует пример общей схемы вычислительного устройства. FIG. 3 illustrates an example of a general arrangement of a computing device.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако квалифицированному в предметной области специалисту, будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.In the following detailed description of an implementation of the invention, numerous implementation details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be obvious to a person skilled in the art how the present invention can be used, both with and without these implementation details. In other instances, well-known techniques, procedures, and components have not been described in detail so as not to obscure the details of the present invention.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.In addition, from the above presentation it will be clear that the invention is not limited to the above implementation. Numerous possible modifications, changes, variations and substitutions, while retaining the spirit and form of the present invention, will be apparent to those skilled in the art.

С точки зрения локализации источника, у больных эпилепсией можно выделитьFrom the point of view of localization of the source, in patients with epilepsy it is possible to distinguish

два типа эпилептиформной активности вне приступов: генерализованные эпилептиформные разряды (ГЭР) или фокальные эпилептиформные разряды (ФЭР). Количество интериктальных разрядов в момент времени используется как один из основных индикаторов динамики состояния пациента врачами эпилептологами.two types of epileptiform activity outside of seizures: generalized epileptiform discharges (GER) or focal epileptiform discharges (FED). The number of interictal discharges at a time is used as one of the main indicators of the dynamics of the patient's condition by epileptologists.

Настоящее изобретение направлено на осуществление компьютерно-реализуемого способа детектирование генерализованных эпилептиформных разрядов в длительной записи ЭЭГ.The present invention is directed to the implementation of a computer-implemented method for detecting generalized epileptiform discharges in a long-term EEG recording.

В предлагаемом способе разработан алгоритм, на основе которого создана предсказательная модель для разметки ГЭР на длительной записи ЭЭГ на основе ансамблей решающих деревьев, который позволяет получить достаточную для постановки заключения специалистом точность и имеющий достаточно быструю скорость работы. Разметка десятичасовой записи предлагаемым способом занимает до 5 минут, в то время как при ручной разметке специалист затрачивает на обработку такой записи порядка трех часов.In the proposed method, an algorithm has been developed, on the basis of which a predictive model has been created for marking the GER on a long-term EEG recording based on ensembles of decision trees, which allows obtaining an accuracy sufficient for a conclusion to be made by a specialist and having a sufficiently fast operating speed. Marking a ten-hour record using the proposed method takes up to 5 minutes, while with manual marking, a specialist spends about three hours on processing such a record.

Точность работы предлагаемого способа на предоставленных контрольных примерах составила в среднем 5.8% пропущенных ГЭР на кросс-валидации по пациентам, что на 39.6% лучше базовой модели с 9.6% пропущенных разрядов.The accuracy of the proposed method on the provided control examples averaged 5.8% of missed GERs on cross-validation for patients, which is 39.6% better than the base model with 9.6% of missed discharges.

ЭР могут иметь различную форму, однако, как правило, содержат в себе общий элемент - спайк или острую волну. Эти паттерны отличаются только длительностью (у спайки 20-70 мс, у острой волны 70-200 мс) и не несут иного качественного различия, поэтому для простоты далее везде будет употребляться термин спайк, кроме случаев, когда требуется явно разделить эти понятия. Спайк – это всплеск активности в форме явно различимого глазом на сигнале короткого острого пика. Часто после спайка следует медленная волна – высокоамплитудное холмообразное возмущение длительностью 150-350 мс на спектральной частоте порядка 3.5-4 Гц. Сочетание этих паттернов называют комплекс спайк-медленная волна.ERs can have various shapes, however, as a rule, they contain a common element - a spike or a sharp wave. These patterns differ only in duration (20-70 ms for a spike, 70-200 ms for a sharp wave) and do not carry any other qualitative difference, therefore, for simplicity, the term spike will be used everywhere below, except when it is required to explicitly separate these concepts. A spike is a burst of activity in the form of a short sharp peak clearly visible on the signal. A spike is often followed by a slow wave - a high-amplitude hilly disturbance with a duration of 150-350 ms at a spectral frequency of the order of 3.5-4 Hz. The combination of these patterns is called the spike-slow wave complex.

ГЭР может иметь довольно разнообразную форму, обычно выделяют следующие типы формы разрядов (их вид приведен на фиг. 1):GER can have a rather diverse form, usually the following types of discharge forms are distinguished (their form is shown in Fig. 1):

A – спайкA - spike

B - острая волнаB - sharp wave

C - комплексы спайк-волнаC - spike-wave complexes

D - комплекс острая-медленная волнаD - complex acute-slow wave

E - комплекс медленная-спайк и медленная волнаE - slow-spike complex and slow wave

F - комплекс полиспайки – волнаF - polyspike complex - wave

G - комплекс множественные острые и медленные волныG - complex multiple sharp and slow waves

H - комплекс полиспайкиH - chain hoist complex

I & J - множественные острые волныI & J - multiple sharp waves

Можно видеть, что все виды паттернов ГЭР, которые определяет специалист, содержат в себе явно выраженный спайк. Спайкообразные формы (потенциальные спайки) можно быстро и надежно находить в сигнале, используя набор простых правил:It can be seen that all types of GER patterns that the specialist identifies contain a pronounced spike. Spike-like shapes (potential spikes) can be found quickly and reliably in a signal using a set of simple rules:

- это должен быть экстремум определенной ширины и достаточной остроты. Это наблюдение позволяет при построении цепочки рассматривать как кандидаты в разряды- it should be an extreme of a certain width and sufficient sharpness. This observation makes it possible, when constructing a chain, to consider as candidates for discharges

- только участки сигнала, содержащие потенциальные спайки, а не весь сигнал, что приводит к существенной экономии времени при обработке длительных записей.- only parts of the signal containing potential spikes, and not the entire signal, which leads to significant time savings when processing long recordings.

Многие паттерны ГЭР состоят из более чем одного спайка и могут быть довольно протяженными (до нескольких секунд), поэтому в способе должно учитываться, что несколько спайков относятся к одному разряду и объединять их в одну метку. Кроме того, такое объединение повышает долю размеченных ГЭР, так как может компенсировать пропуск одного спайка в длительном разряде, если разметились спайки рядом с ним.Many GER patterns consist of more than one spike and can be quite long (up to several seconds), therefore, the method should take into account that several spikes belong to the same discharge and combine them into one label. In addition, such a combination increases the proportion of marked GERs, since it can compensate for the omission of one spike in a long-term discharge if spikes are marked next to it.

Задача предлагаемого способа, в автоматическом режиме, вывести специалисту разметку ГЭР и подсчитанные по разметке индексы эпилептиформной активности. Под индексами эпилептиформной активности понимается численный показатель в заключении, на основании которого делается оценка о тяжести и динамике состояния, а также об эффективности терапии и соответственно конечным результатом предлагаемого способа. Точность определения индексов зависит от числа пропущенных разрядов и количества не исправленных вручную ложноположительных срабатываний. Решение задачи осуществляется в построении алгоритма, который на основе обучающей выборки (набора пар X-Y) с помощью решения задачи несбалансированной классификации строит модель, способную различать доброкачественные и эпилептиформные ЭЭГ паттерны у пациентов, которые не входили в обучающую выборку.The task of the proposed method, in automatic mode, is to display the GER markup and the indices of epileptiform activity calculated from the markup to a specialist. The indices of epileptiform activity are understood as a numerical indicator in the conclusion, on the basis of which an assessment is made of the severity and dynamics of the condition, as well as the effectiveness of therapy and, accordingly, the final result of the proposed method. The accuracy of the index determination depends on the number of missing digits and the number of false positives not corrected manually. The solution of the problem is carried out in the construction of an algorithm that, based on the training sample (a set of X-Y pairs), using the solution of the unbalanced classification problem, builds a model that can distinguish between benign and epileptiform EEG patterns in patients that were not included in the training set.

Специалист имеет предварительную информацию о том, что на записи энцефалограмма человека, у которого при предварительном осмотре обнаружили активность похожую на ГЭР. К каждой ЭЭГ записи прилагается экспертная разметка с указанием мест и длительностей, обнаруженных ГЭР. Также к каждому пациенту приложено заключение с информацией о состоянии человека и значениями индексов. Разметка и заключение составлены в соответствии с действующими стандартами. Указанные данные находятся в базе данных. Специалист загружает на вычислительное устройство файл с длительной записью ЭЭГ (7-12 часов), сделанной по системе 10-20 и запускает предлагаемый способ разметки ГЭР. Под системой 10-20 понимается система стандартизованного расположения скальповых электродов, рекомендованная Международной федерацией клинической нейрофизиологии (IFCN). В соответствии с этой системой место электродов определяется измерением головы между внешними ориентирами и взятием 10 или 20% от этих измерений.The specialist has preliminary information that the recording shows an encephalogram of a person who, upon preliminary examination, found activity similar to GER. Each EEG recording is accompanied by an expert markup indicating the locations and durations detected by the GER. Also, a conclusion with information about the person's condition and the values of the indices is attached to each patient. The markup and conclusion are drawn up in accordance with applicable standards. The specified data is in the database. The specialist downloads to the computing device a file with a long-term EEG recording (7-12 hours) made according to the 10-20 system and starts the proposed method for marking the GER. The 10-20 system refers to the standardized scalp electrode placement system recommended by the International Federation of Clinical Neurophysiology (IFCN). According to this system, the location of the electrodes is determined by measuring the head between the external landmarks and taking 10 or 20% of these measurements.

На этапе 101 предлагаемого решения, на вычислительном устройстве осуществляют предобработку по меньшей мере одного сигнала ЭЭГ из базы данных, где в по меньшей мере одном сигнале ЭЭГ выделяются локальные экстремумы с окном в 0.02 секунды, при этом каждый экстремум маркируются в соответствие с имеющейся разметкой.At step 101 of the proposed solution, the computing device preprocesses at least one EEG signal from the database, where local extrema with a window of 0.02 seconds are highlighted in at least one EEG signal, and each extremum is marked in accordance with the existing markup.

В качестве препроцессинга производится выделение локальных экстремумом в сигнале, которые считались “кандидатами” в ЭР, кроме этого оценивается численная производная сигнала по времени.As preprocessing, local extrema in the signal are identified, which were considered “candidates” in the ER, in addition, the numerical derivative of the signal with respect to time is estimated.

Для формирования обучающей выборки в исходном ЭЭГ сигнале были выделены локальные экстремумы с окном в 0.02 секунды. Предполагается, что это окно достаточно маленькое, чтобы не пропустить ЭР, длительность которых в соответствие со стандартом не может быть меньше 0.02 секунды. Каждый экстремум был маркирован как эпилептиформный или нормальный, в соответствие с имеющейся разметкой специалистов. Затем вокруг каждого экстремума было выделены окно сигнала, в котором подсчитаны признаки. Полученная выборка из признаков и маркированных отметок составила обучающую выборку для предсказательной модели. To form a training sample, local extrema with a window of 0.02 seconds were identified in the initial EEG signal. It is assumed that this window is small enough not to miss ERs, the duration of which, in accordance with the standard, cannot be less than 0.02 seconds. Each extremum was labeled as epileptiform or normal, according to the available expert markup. Then, around each extremum, a signal window was highlighted, in which the features were calculated. The resulting sample of features and labeled marks constituted a training sample for the predictive model.

На этапе 102 прилагаемого решения для каждого экстремума вычисляются признаки на основе исходного сигнала ЭЭГ и вейвлет-преобразования исходного сигнала ЭЭГ.At step 102 of the attached solution, features are calculated for each extremum based on the original EEG signal and the wavelet transform of the original EEG signal.

Исходя из известных факторов, ассоциированных с эпилептиформными разрядами и анализа литературы, для решения задачи классификации использовались две основные группы признаков, подсчитанные по ЭЭГ сигналу. Первая группа состояла из различных статистик над исходным сигналом. Вторая группа признаков содержала статистики на основе вейвлет-преобразования сигнала.Based on the known factors associated with epileptiform discharges and analysis of the literature, to solve the classification problem, two main groups of signs were used, calculated from the EEG signal. The first group consisted of various statistics over the baseline signal. The second group of features contained statistics based on the wavelet transform of the signal.

Первая группа имеет следующие общие признаки: The first group has the following common features:

A_fltr_abs - модуль амплитуды фильтрованного (4 - 70 Гц) сигнала в точке локального экстремума. Такая фильтрация уменьшает амплитуду медленной волны, практически не затрагивая амплитуду спайка, что позволяет этому признаку различить их.A_fltr_abs - amplitude modulus of the filtered (4 - 70 Hz) signal at the local extremum point. Such filtering reduces the amplitude of the slow wave, practically without affecting the amplitude of the spike, which allows this feature to distinguish them.

next, next2 - временное расстояние до следующего / послеследующего локальных экстремумов. Потенциально могут выделить участки монотонности сигнала, а значит, медленную волну.next, next2 - time distance to the next / after the next local extrema. Potentially, they can highlight areas of signal monotony, which means a slow wave.

max_A_w0.05 - максимальная амплитуда в окне 0.05 секунды вокруг экстремума.max_A_w0.05 - maximum amplitude in the 0.05 second window around the extreme.

std_grad_w0.05 - среднеквадратичное отклонение градиента сигнала в окне 0.05 секунды вокруг экстремума.std_grad_w0.05 - standard deviation of the signal gradient in a window of 0.05 seconds around the extremum.

delta_grad_w0.05 - модуль разности усредненного градиента сигнала справа и слева от экстремума в окне 0.05 секунды ("острота").delta_grad_w0.05 - the modulus of the difference between the averaged signal gradient to the right and to the left of the extremum in the 0.05 second window ("sharpness").

В результате получили 6 признаков: As a result, we got 6 signs:

'A_fltr_abs', 'next', 'next2', 'max_A_w0.05', 'delta_grad_w0.05', 'std_grad_w0.05'.'A_fltr_abs', 'next', 'next2', 'max_A_w0.05', 'delta_grad_w0.05', 'std_grad_w0.05'.

Вторая группа – вейвлет признаки - состояла из статистик над вейвлет-преобразованием исходного ЭЭГ сигнала. За основу было взято четырехуровневое вейвлет-преобразования Добеши (db4) в окне 0.57 секунды. Это преобразование дает пять наборов коэффициентов, отвечающих различным частотным компонентам сигнала: A4, D4, D3, D2, D1. Для каждого набора были подсчитаны 6 статистик, включающих минимум, максимум, среднее, среднеквадратичное отклонение, среднее по локальным минимумам и среднее и по локальным максимумам коэффициентов. The second group - wavelet signs - consisted of statistics on the wavelet transform of the initial EEG signal. The four-level Daubechies wavelet transform (db4) in a window of 0.57 seconds was taken as a basis. This transformation gives five sets of coefficients corresponding to different frequency components of the signal: A4, D4, D3, D2, D1. For each set, 6 statistics were calculated, including minimum, maximum, mean, standard deviation, mean over local minima and mean and local maxima of the coefficients.

В результате получили 31 признак:As a result, we got 31 signs:

'db4_A4_max', 'db4_A4_min', 'db4_A4_mean', 'db4_A4_std', 'db4_A4_mean_relmin', 'db4_A4_mean_relmax', 'db4_D4_max', 'db4_D4_min', 'db4_D4_mean', 'db4_D4_std', 'db4_D4_mean_relmin', 'db4_D4_mean_relmax', 'db4_D3_max', 'db4_D3_min', 'db4_D3_mean', 'db4_D3_std', 'db4_D3_mean_relmin', 'db4_D3_mean_relmax', 'db4_D2_max', 'db4_D2_min', 'db4_D2_mean', 'db4_D2_std', 'db4_D2_mean_relmin', 'db4_D2_mean_relmax', 'db4_D1_max', 'db4_D1_min', 'db4_D1_mean', 'db4_D1_std', 'db4_D1_mean_relmin', 'db4_D1_mean_relmax', 'db4_D4_mean_abs', признак «'db4_D4_mean_abs'» получен по модулю.'Db4_A4_max', 'db4_A4_min', 'db4_A4_mean', 'db4_A4_std', 'db4_A4_mean_relmin', 'db4_A4_mean_relmax', 'db4_D4_max', 'db4_D4_min', 'db4_D4_mean', 'db4_D4_std', 'db4_D4_mean_relmin', 'db4_D4_mean_relmax', 'db4_D3_max ',' db4_D3_min ',' db4_D3_mean ',' db4_D3_std ',' db4_D3_mean_relmin ',' db4_D3_mean_relmax ',' db4_D2_max ',' db4_D2_min ',' db4_D2_mean ',' db4_D2_std ',' db4_D2_mean_relmin ',' db4_D2_mean_relmax ',' db4_D1_max ', 'db4_D1_min', 'db4_D1_mean', 'db4_D1_std', 'db4_D1_mean_relmin', 'db4_D1_mean_relmax', 'db4_D4_mean_abs', attribute 'db4_D4_mean_abs'.

Благодаря способности выделять частотные компоненты сигнала, вейвлет-преобразование может быть использовано, в частности, для нахождения участков быстрой и медленной изменчивости сигнала, что представляется полезным при выделении спайков и медленных волн. Due to the ability to separate the frequency components of the signal, the wavelet transform can be used, in particular, to find areas of fast and slow signal variability, which is useful in the selection of spikes and slow waves.

Следующим этапом (103) предлагаемого способа является подача выборка из признаков и маркированных отметок на вход классификатора.The next step (103) of the proposed method is the submission of a sample of features and marked marks to the input of the classifier.

В предлагаемом способе рассматривается задача обучения с учителем. In the proposed method, the problem of teaching with a teacher is considered.

Вход алгоритма: выборка данных Σ = {Xi, Yi}i=1,n Algorithm input: data sample Σ = {Xi, Yi} i = 1, n

где:Where:

n - объем выборки;n is the sample size;

Xi - набор переменных, характеризующих различные предподсчитанные характеристики небольшого отрезка ЭЭГ сигнала;Xi - a set of variables characterizing various pre-calculated characteristics of a small segment of the EEG signal;

Yi - бинарная переменная, характеризующая наличие эпилептиформных паттернов в течение этого отрезка сигнала, которая является меткой специалиста. Данная переменная берется из базы данных.Yi is a binary variable characterizing the presence of epileptiform patterns during this signal segment, which is the mark of a specialist. This variable is taken from the database.

Выход алгоритма: предсказательная модель, принимающая на вход Xi и оценивающая вероятность присутствия эпилептиформных паттернов в соответствующем отрезке сигнала (действительное число в диапазоне [0, 1]).Algorithm output: a predictive model that takes Xi as input and estimates the probability of the presence of epileptiform patterns in the corresponding signal segment (real number in the range [0, 1]).

В предлагаемом решении используют библиотеку XGBoost (EXtreme Gradient Boosting) реализующую модель градиентного бустинга. Метод заключается в создании ансамбля последовательно уточняющих друг друга деревьев решений.The proposed solution uses the XGBoost (EXtreme Gradient Boosting) library that implements the gradient boosting model. The method consists in creating an ensemble of successively refining decision trees.

Типичным способом учета несбалансированности классов во многих методах, в том числе в XGBoost, состоит в введении шкалирующего коэффициента, повышающего вклад каждого из элементов положительного класса в общую оптимизируемую функцию ошибки.A typical way to account for class imbalance in many methods, including XGBoost, is to introduce a scaling factor that increases the contribution of each of the elements of the positive class to the overall optimized error function.

В качестве предсказательной модели мы использовали XGBoost модель с оптимизацией 3х гимерпараметров: max_depth перебирался по сетке значений [3, 4, 5,6], общее число деревьев в ансамбле n_estimators - по сетке [50, 100, 300, 1000], множитель для шкалирования вклада минорного класса в функцию ошибки scale_pos_weight - по сетке [1, 5000, 10000].As a predictive model, we used the XGBoost model with the optimization of 3 gimer parameters: max_depth went over the grid of values [3, 4, 5,6], the total number of trees in the ensemble n_estimators - over the grid [50, 100, 300, 1000], the scaling factor the contribution of the minor class to the scale_pos_weight error function - along the grid [1, 5000, 10000].

Для уменьшения количества ложноотрицательных срабатываний, на этапе 104 устанавливают порог вероятности, равный 5%. To reduce the number of false negatives, at step 104, a probability threshold of 5% is set.

Так как наличие ложноотрицательных срабатываний критично, то дополнительно был сдвинут порог вероятности, на основании которого модель принимает решение до 5%. По умолчанию, классификатор считает эпилептиформными те события, для которых оцененная им вероятность превышает 50%.Since the presence of false negative responses is critical, the probability threshold was additionally shifted, on the basis of which the model makes a decision up to 5%. By default, the classifier considers as epileptiform those events for which its estimated probability exceeds 50%.

На этапе 105 осуществляют постобработку полученных результатов классификатора, близкие экстремумы, помеченные как эпилептиформные, объединяют в один эпилептиформный разряд.At step 105, post-processing of the obtained results of the classifier is carried out, close extrema marked as epileptiform are combined into one epileptiform discharge.

Осуществляют объединение предсказанных событий, которые находятся ближе 0.5 секунд.Combine predicted events that are closer than 0.5 seconds.

Выводят результат детектирования на экран. Display the result of detection on the screen.

Было осуществлено сравнение предлагаемого способа с решением, предлагаемым программным пакетом Persyst 13.. При запуске Persyst 13 одновременно пытается разметить и фокальные и генерализованные разряды, поэтому для полноты сравнения значения метрик предлагаемого способа сравнивали с двумя разметками Persyst: с разметкой, содержащей только предсказанные генерализованные разряды, и разметкой, содержащая все типы разрядов.The proposed method was compared with the solution offered by the Persyst 13 software package. When Persyst 13 is launched, it simultaneously tries to mark both focal and generalized discharges, therefore, for completeness of comparison, the values of the metrics of the proposed method were compared with two Persyst markings: with a markup containing only predicted generalized discharges , and markup containing all bit types.

Это было вызвано тем, что было обнаружено, что Persyst размечает как фокальные некоторые разряды, которые были помечены специалистами как генерализованные. Результаты сравнения алгоритмов - количество пропущенных (непокрытых) ЭР и общее количество предсказанных ЭР - представлены в Таблицах 1, 2.This was due to the fact that Persyst was found to mark as focal some discharges, which were marked by specialists as generalized. The results of the comparison of algorithms - the number of missed (uncovered) ERs and the total number of predicted ERs - are presented in Tables 1, 2.

Таблица 1Table 1

Код пациентаPatient code Предлагаемый способ, %The proposed method,% Persyst (все),%Persyst (all),% Persyst (ген.),%Persyst (gen.),% Пациент 1Patient 1 00 33 1717 Пациент 2Patient 2 77 2121 3838 Пациент 3Patient 3 4four 66 1717 Пациент 4Patient 4 66 1212 2525 Пациент 5Patient 5 1212 66 1717 СреднееAverage 5.85.8 9.69.6 22.822.8

Таблица 2.Table 2.

Код пациентаPatient code Количество ЭР размеченное специалистомThe number of ER marked by a specialist Предлагаемый способ,%The proposed method,% Persyst (все),%Persyst (all),% Persyst (ген.),%Persyst (gen.),% Пациент 1Patient 1 231231 388388 727727 400400 Пациент 2Patient 2 2929 4242 6565 3838 Пациент 3Patient 3 144144 184184 421421 245245 Пациент 4Patient 4 5252 155155 528528 200200 Пациент 5Patient 5 149149 215215 790790 392392

Из таблиц можно видеть, что оба варианта разметки Persyst пропускают в среднем на 39% больше ЭР и при этом генерируют большее число ложных срабатываний, чем предложенная схема.It can be seen from the tables that both Persyst markup options pass on average 39% more ER and generate more false positives than the proposed scheme.

Оценка времени обработки длительной ЭЭГ записи вручную и с помощью рассматриваемых решений приведена в Таблице 3. Отметим, что требуемое время рассчитывается в предположении, что специалист вручную правит ложноположительные срабатывания на разметке алгоритма. Если предполагать, что ручных правок нет, то время разметки уменьшается до чистого времени работы алгоритма.The estimation of the processing time of a long EEG recording manually and using the considered solutions is given in Table 3. Note that the required time is calculated on the assumption that the specialist manually corrects false positives on the algorithm markup. If we assume that there are no manual edits, then the marking time is reduced to the pure running time of the algorithm.

Таблица 3.Table 3.

Тип разметкиMarkup type Требуемое время, минRequired time, min Чистое время, минNet time, min ВручнуюManually 182182 -- PersystPersyst 78,878.8 4545 Предлагаемый способThe proposed method 16,2516.25 4four

На Фиг. 3 далее будет представлена общая схема вычислительного устройства (300), обеспечивающего обработку данных, необходимую для реализации заявленного решения. FIG. 3, a general diagram of a computing device (300) will be presented below, which provides data processing necessary for the implementation of the claimed solution.

В общем случае устройство (300) содержит такие компоненты, как: один или более процессоров (301), по меньшей мере одну память (302), средство хранения данных (303), интерфейсы ввода/вывода (304), средство В/В (305), средства сетевого взаимодействия (306).In general, the device (300) contains such components as: one or more processors (301), at least one memory (302), data storage means (303), input / output interfaces (304), I / O means ( 305), networking tools (306).

Процессор (301) устройства выполняет основные вычислительные операции, необходимые для функционирования устройства (300) или функциональности одного или более его компонентов. Процессор (301) исполняет необходимые машиночитаемые команды, содержащиеся в оперативной памяти (302).The processor (301) of the device performs the basic computational operations necessary for the operation of the device (300) or the functionality of one or more of its components. The processor (301) executes the necessary computer readable instructions contained in the main memory (302).

Память (302), как правило, выполнена в виде ОЗУ и содержит необходимую программную логику, обеспечивающую требуемый функционал. Memory (302), as a rule, is made in the form of RAM and contains the necessary program logic that provides the required functionality.

Средство хранения данных (303) может выполняться в виде HDD, SSD дисков, рейд массива, сетевого хранилища, флэш-памяти, оптических накопителей информации (CD, DVD, MD, Blue-Ray дисков) и т.п. Средство (303) позволяет выполнять долгосрочное хранение различного вида информации, например, вышеупомянутых файлов с наборами данных пользователей, базы данных, содержащих записи измеренных для каждого пользователя временных интервалов, идентификаторов пользователей и т.п.The data storage medium (303) can be performed in the form of HDD, SSD disks, raid array, network storage, flash memory, optical information storage devices (CD, DVD, MD, Blue-Ray disks), etc. The means (303) allows performing long-term storage of various types of information, for example, the aforementioned files with user data sets, a database containing records of time intervals measured for each user, user identifiers, etc.

Интерфейсы (304) представляют собой стандартные средства для подключения и работы с серверной частью, например, USB, RS232, RJ45, LPT, COM, HDMI, PS/2, Lightning, FireWire и т.п.Interfaces (304) are standard means for connecting and working with the server side, for example, USB, RS232, RJ45, LPT, COM, HDMI, PS / 2, Lightning, FireWire, etc.

Выбор интерфейсов (304) зависит от конкретного исполнения устройства (300), которое может представлять собой персональный компьютер, мейнфрейм, серверный кластер, тонкий клиент, смартфон, ноутбук и т.п.The choice of interfaces (304) depends on the specific implementation of the device (300), which can be a personal computer, mainframe, server cluster, thin client, smartphone, laptop, etc.

В качестве средств В/В данных (305) в любом воплощении системы, реализующей описываемый способ, должна использоваться клавиатура. Аппаратное исполнение клавиатуры может быть любым известным: это может быть, как встроенная клавиатура, используемая на ноутбуке или нетбуке, так и обособленное устройство, подключенное к настольному компьютеру, серверу или иному компьютерному устройству. Подключение при этом может быть, как проводным, при котором соединительный кабель клавиатуры подключен к порту PS/2 или USB, расположенному на системном блоке настольного компьютера, так и беспроводным, при котором клавиатура осуществляет обмен данными по каналу беспроводной связи, например, радиоканалу, с базовой станцией, которая, в свою очередь, непосредственно подключена к системному блоку, например, к одному из USB-портов. Помимо клавиатуры, в составе средств В/В данных также может использоваться: джойстик, дисплей (сенсорный дисплей), проектор, тачпад, манипулятор мышь, трекбол, световое перо, динамики, микрофон и т.п.As means of I / O data (305) in any embodiment of the system that implements the described method, a keyboard should be used. The hardware design of the keyboard can be any known: it can be either a built-in keyboard used on a laptop or netbook, or a stand-alone device connected to a desktop computer, server or other computer device. In this case, the connection can be either wired, in which the connecting cable of the keyboard is connected to the PS / 2 or USB port located on the system unit of the desktop computer, or wireless, in which the keyboard exchanges data via a wireless communication channel, for example, a radio channel, with base station, which, in turn, is directly connected to the system unit, for example, to one of the USB ports. In addition to the keyboard, I / O data can also include: joystick, display (touch screen), projector, touchpad, mouse, trackball, light pen, speakers, microphone, etc.

Средства сетевого взаимодействия (306) выбираются из устройства, обеспечивающий сетевой прием и передачу данных, например, Ethernet карту, WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль, NFC модуль, IrDa, RFID модуль, GSM модем и т.п. С помощью средств (305) обеспечивается организация обмена данными по проводному или беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), Интранет, Интернет, WLAN, WMAN или GSM.Networking means (306) are selected from a device that provides network reception and transmission of data, for example, Ethernet card, WLAN / Wi-Fi module, Bluetooth module, BLE module, NFC module, IrDa, RFID module, GSM modem, etc. The means (305) provide the organization of data exchange via a wired or wireless data transmission channel, for example, WAN, PAN, LAN, Intranet, Internet, WLAN, WMAN or GSM.

Компоненты устройства (300) сопряжены посредством общей шины передачи данных (310).The components of the device (300) are interconnected via a common data bus (310).

В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществление заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники. In the present application materials, the preferred disclosure of the implementation of the claimed technical solution has been presented, which should not be used as limiting other, particular embodiments of its implementation, which do not go beyond the scope of the claimed scope of legal protection and are obvious to specialists in the relevant field of technology.

Claims (12)

1. Компьютерно-реализуемый способ автоматизированного детектирования генерализованных эпилептиформных разрядов в длительной записи ЭЭГ, содержащий этапы, на которых:1. A computer-implemented method for the automated detection of generalized epileptiform discharges in a long-term EEG recording, containing the stages at which: на вычислительном устройстве осуществляют предобработку по меньшей мере одного сигнала ЭЭГ, где в по меньшей мере одном сигнале ЭЭГ выделяются локальные экстремумы с окном в 0.02 секунды, при этом каждый экстремум маркируется в соответствии с имеющейся разметкой;the computing device carries out preprocessing of at least one EEG signal, where local extrema with a window of 0.02 seconds are highlighted in at least one EEG signal, and each extremum is marked in accordance with the existing markup; для каждого экстремума вычисляются признаки на основе исходного сигнала ЭЭГ и вейвлет-преобразования исходного сигнала ЭЭГ;for each extremum, signs are calculated based on the original EEG signal and the wavelet transform of the original EEG signal; выборка из признаков и маркированных отметок поступает на вход классификатора, предназначенного для оценки вероятности присутствия эпилептиформных паттернов в отрезке сигнала;a sample of features and marked marks is fed to the input of the classifier designed to assess the probability of the presence of epileptiform patterns in the signal segment; для уменьшения количества ложноотрицательных срабатываний устанавливают порог вероятности, равный 5%;to reduce the number of false negatives, set the probability threshold equal to 5%; осуществляют постобработку полученных результатов классификатора, близкие экстремумы, помеченные как эпилептиформные, объединяют в один эпилептиформный разряд.post-processing of the obtained results of the classifier is carried out, close extrema marked as epileptiform are combined into one epileptiform discharge. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для экстремума вычисляются по меньшей мере следующие признаки:2. A method according to claim 1, characterized in that at least the following features are calculated for the extremum: - модуль амплитуды фильтрованного сигнала в точке локального экстремума;- amplitude modulus of the filtered signal at the point of local extremum; - временное расстояние до следующего и/или послеследующего локальных экстремумов;- time distance to the next and / or after the next local extrema; - максимальная амплитуда в окне 0.05 секунды вокруг экстремума;- the maximum amplitude in the window is 0.05 seconds around the extremum; - среднеквадратичное отклонение градиента сигнала в окне 0.05 секунды вокруг экстремума;- root-mean-square deviation of the signal gradient in the window of 0.05 seconds around the extremum; - модуль разности усредненного градиента сигнала справа и слева от экстремума в окне 0.05 секунды.- the modulus of the difference of the averaged signal gradient to the right and to the left of the extremum in the window 0.05 seconds.
RU2020118039A 2020-06-01 2020-06-01 Method for detecting epileptiform discharges in long-term eeg recording RU2747712C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118039A RU2747712C1 (en) 2020-06-01 2020-06-01 Method for detecting epileptiform discharges in long-term eeg recording
PCT/RU2021/050226 WO2021246922A1 (en) 2020-06-01 2021-07-19 Method for detecting epileptiform discharges in a prolonged eeg recording

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118039A RU2747712C1 (en) 2020-06-01 2020-06-01 Method for detecting epileptiform discharges in long-term eeg recording

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747712C1 true RU2747712C1 (en) 2021-05-13

Family

ID=75919917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118039A RU2747712C1 (en) 2020-06-01 2020-06-01 Method for detecting epileptiform discharges in long-term eeg recording

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2747712C1 (en)
WO (1) WO2021246922A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117033988A (en) * 2023-09-27 2023-11-10 之江实验室 Epileptiform spike processing method and device based on nerve electric signal

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115530845A (en) * 2022-10-17 2022-12-30 常州瑞神安医疗器械有限公司 Method for detecting abnormal discharge in epilepsia electroencephalogram signal
CN116048282B (en) * 2023-03-06 2023-08-04 中国医学科学院生物医学工程研究所 Data processing method, system, device, equipment and storage medium

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2294696C1 (en) * 2005-11-21 2007-03-10 Юлия Исааковна Вайншенкер Method for evaluating the areas of cerebral epileptic activity
RU2462987C1 (en) * 2011-08-05 2012-10-10 Дмитрий Валерьевич Котов Method of detecting epileptiform activity
US8972001B2 (en) * 2011-11-25 2015-03-03 Persyst Development Corporation Method and system for displaying data
WO2016028888A1 (en) * 2014-08-19 2016-02-25 The General Hospital Corporation System and method for annotating and analyzing eeg waveforms
WO2016154298A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 Temple University-Of The Commonwealth System Of Higher Education System and method for automatic interpretation of eeg signals using a deep learning statistical model
JP2020512860A (en) * 2017-03-31 2020-04-30 バイオセレニティBioserenity How to identify pathological brain activity from scalp EEG

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2294696C1 (en) * 2005-11-21 2007-03-10 Юлия Исааковна Вайншенкер Method for evaluating the areas of cerebral epileptic activity
RU2462987C1 (en) * 2011-08-05 2012-10-10 Дмитрий Валерьевич Котов Method of detecting epileptiform activity
US8972001B2 (en) * 2011-11-25 2015-03-03 Persyst Development Corporation Method and system for displaying data
WO2016028888A1 (en) * 2014-08-19 2016-02-25 The General Hospital Corporation System and method for annotating and analyzing eeg waveforms
WO2016154298A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 Temple University-Of The Commonwealth System Of Higher Education System and method for automatic interpretation of eeg signals using a deep learning statistical model
JP2020512860A (en) * 2017-03-31 2020-04-30 バイオセレニティBioserenity How to identify pathological brain activity from scalp EEG

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117033988A (en) * 2023-09-27 2023-11-10 之江实验室 Epileptiform spike processing method and device based on nerve electric signal
CN117033988B (en) * 2023-09-27 2024-03-12 之江实验室 Epileptiform spike processing method and device based on nerve electric signal

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021246922A1 (en) 2021-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2747712C1 (en) Method for detecting epileptiform discharges in long-term eeg recording
Scheuer et al. Spike detection: Inter-reader agreement and a statistical Turing test on a large data set
US20210358611A1 (en) Method for Detecting Epileptic Spike, Method for Training Network Model, and Computer Device
US10140422B2 (en) Progression analytics system
US10111598B2 (en) System and method for focal source identification
Naseri et al. Computerized quality assessment of phonocardiogram signal measurement-acquisition parameters
EP3735894A1 (en) Recurrent neural network architecture based classification of atrial fibrillation using single lead ecg
Venton et al. Robustness of convolutional neural networks to physiological electrocardiogram noise
Lachner-Piza et al. Automatic detection of high-frequency-oscillations and their sub-groups co-occurring with interictal-epileptic-spikes
EP3641643B1 (en) System for detecting atrial fibrillation
Caprioli et al. A method to measure the rate of glaucomatous visual field change
Malik et al. An adaptive QRS detection algorithm for ultra-long-term ECG recordings
KR102380501B1 (en) Device and method for multi-dimensional personality inventory
JP5449207B2 (en) System for morphological feature analysis of physiological data
Charupanit et al. Detection of anomalous high‐frequency events in human intracranial EEG
US11331048B2 (en) Brain connectivity analysis system and brain connectivity analysis method
RU2754779C1 (en) Method for identifying depression based on eeg data
RU2753267C1 (en) Method for detecting focal epileptiform discharges in long-term eeg recording
CN112057068A (en) Epilepsia pathological data classification method and device and storage medium
CN103366082B (en) The system and method that managerial and technical staff examines medical test data
Khan et al. Optimized arterial line artifact identification algorithm cleans high-frequency arterial line data with high accuracy in critically ill patients
AU2021224660A1 (en) Methods and systems for predicting rates of progression of age- related macular degeneration
US20240099640A1 (en) Electrocardiogram analysis
RU2767157C2 (en) Method and system for automatic ecg analysis
US20240099638A1 (en) Electrocardiogram interpretation