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面向癫痫分类的可组合通道自适应架构

机器学习 2025-12-23 v1

摘要

目标:我们开发一种可无缝处理任意通道数的多变量时序数据(特别是内脑电图(iEEG)记录)的通道自适应(CA)架构。方法:我们的CA架构首先使用应用于每个单通道的前沿模型独立处理iEEG信号。随后,使用基于向量符号算法的特征融合,该算法通过每个通道可训练的标量重建空间关系。最后,将融合后的特征累积到最长可达2分钟的长期记忆中进行分类。每个CA模型都可以在来自多个异构主体的大型iEEG记录语料库上进行预训练。该预训练模型通过快速微调个性化到每个主体,该微调使用与现有前沿模型相同或更少的数据量,但仅需1/5的时间。结果:我们在癫痫检测任务上评估了我们的CA模型,分别在短期(约20小时)和长期(约2500小时)数据集上进行。特别是,我们的CA-EEGWaveNet在测试主体仅训练一个癫痫的情况下,而基线EEGWaveNet在除一个之外的所有数据上训练。即使在这一具有挑战性的场景中,我们的CA-EEGWaveNet在中位数F1分数(0.78 vs 0.76)上超过了基线。同样,基于EEGNet的CA-EEGNet也在中位数F1分数(0.79 vs 0.74)上超过了基线。结论与意义:我们的CA模型解决了两个问题:首先,它是通道自适应的,因此可以在不损失性能的情况下跨越异构主体进行训练;其次,它将有效的时间上下文大小提高到临床相关的长度。因此,我们的模型是现有模型的即插即用替换方案,无论从哪个方面都带来更好的特征和性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.19123,
  title  = {A Composable Channel-Adaptive Architecture for Seizure Classification},
  author = {Francesco Carzaniga and Michael Hersche and Kaspar Schindler and Abbas Rahimi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.19123},
  year   = {2025}
}

备注

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