标准多导睡眠图数据与耳内脑电信号的对比分析：一项初步研究
信号处理
2025-05-27 v4 机器学习
医学物理
摘要
研究目标：多导睡眠图（PSG）目前是评估睡眠障碍的基准。其不适感使得长期监测不可行，从而导致睡眠质量评估产生偏差。因此，需要探索侵入性更小、更具成本效益且便携的替代方案。一种有前景的竞争者是耳内脑电传感器。本研究旨在建立一种方法，以评估单通道耳内脑电与标准 PSG 导联之间的相似性。方法：该研究涉及记录自 10 名 18 至 60 岁健康受试者的四小时信号。通过两种互补方法分析记录：(i) 基于睡眠分期图的分析，旨在评估 PSG 与耳内脑电导出的睡眠分期图之间的一致性；(ii) 基于特征的分析，包括时域和频域特征提取、无监督特征选择，以及通过 Jensen-Shannon 散度定义的基于特征的相似性指数（JSD-FSI）。结果：我们发现，根据 Cohen's kappa 指标，同一位睡眠专家对 PSG 和耳内脑电睡眠分期图的评分之间存在较大变异性，而基于 Fleiss' kappa 指标，PSG 评分者之间的一致性显著高于耳内脑电评分者（p < 0.001）。平均而言，我们证明了 PSG 与耳内脑电信号在 JSD-FSI 方面具有高度相似性（0.79 +/- 0.06 -清醒，0.77 +/- 0.07 -NREM，以及 0.67 +/- 0.10 -REM），并且与在标准 PSG 通道组合上独立计算的相似性值一致。结论：耳内脑电是家庭睡眠监测的有价值解决方案，但需要使用更大且更具异质性的数据集进行进一步研究。
引用
@article{arxiv.2401.10107,
title = {Comparison analysis between standard polysomnographic data and in-ear-EEG signals: A preliminary study},
author = {Gianpaolo Palo and Luigi Fiorillo and Giuliana Monachino and Michal Bechny and Michel Walti and Elias Meier and Francesca Pentimalli Biscaretti di Ruffia and Mark Melnykowycz and Athina Tzovara and Valentina Agostini and Francesca Dalia Faraci},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.10107},
year = {2025}
}
备注
20 figures, 6 tables