Global Field Time-Frequency Representation-Based Discriminative Similarity Analysis of Passive Auditory ERPs for Diagnosis of Disorders of Consciousness

判别式 人工智能 脑电图 支持向量机 模式识别(心理学) 持续植物状态 最小意识状态 清醒 神经生理学 计算机科学 相似性(几何) 语音识别 事件相关电位 接收机工作特性 心理学 机器学习 意识 神经科学 图像(数学)
作者
Xiaoyu Wang,Yi Yang,Geoffrey Laforge,Xueling Chen,Loretta Norton,Adrian M. Owen,Jianghong He,Fengyu Cong
出处
期刊:IEEE Transactions on Biomedical Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:71 (6): 1820-1830 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tbme.2024.3353110
摘要

Behavioural diagnosis of patients with disorders of consciousness (DOC) is challenging and prone to inaccuracies. Consequently, there have been increased efforts to develop bedside assessment based on EEG and event-related potentials (ERPs) that are more sensitive to the neural factors supporting conscious awareness. However, individual detection of residual consciousness using these techniques is less established. Here, we hypothesize that the cross-state similarity (defined as the similarity between healthy and impaired conscious states) of passive brain responses to auditory stimuli can index the level of awareness in individual DOC patients. To this end, we introduce the global field time-frequency representation-based discriminative similarity analysis (GFTFR-DSA). This method quantifies the average cross-state similarity index between an individual patient and our constructed healthy templates using the GFTFR as an EEG feature. We demonstrate that the proposed GFTFR feature exhibits superior within-group consistency in 34 healthy controls over traditional EEG features such as temporal waveforms. Second, we observed the GFTFR-based similarity index was significantly higher in patients with a minimally conscious state (MCS, 40 patients) than those with unresponsive wakefulness syndrome (UWS, 54 patients), supporting our hypothesis. Finally, applying a linear support vector machine classifier for individual MCS/UWS classification, the model achieved a balanced accuracy and F1 score of 0.77. Overall, our findings indicate that combining discriminative and interpretable markers, along with automatic machine learning algorithms, is effective for the differential diagnosis in patients with DOC. Importantly, this approach can, in principle, be transferred into any ERP of interest to better inform DOC diagnoses.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
余味应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
kyle完成签到 ,获得积分10
11秒前
怡心亭完成签到 ,获得积分10
15秒前
18秒前
LJ_2完成签到 ,获得积分10
24秒前
ww完成签到,获得积分10
28秒前
妖精完成签到 ,获得积分10
32秒前
btcat完成签到,获得积分10
32秒前
闫栋完成签到 ,获得积分10
35秒前
花园里的蒜完成签到 ,获得积分0
35秒前
Murray完成签到,获得积分10
40秒前
小梦完成签到,获得积分10
42秒前
43秒前
45秒前
Youlu发布了新的文献求助10
47秒前
刘雅彪完成签到 ,获得积分10
48秒前
无辜的行云完成签到 ,获得积分0
49秒前
852应助Youlu采纳,获得10
50秒前
艳子发布了新的文献求助10
50秒前
彪壮的幻丝完成签到 ,获得积分10
50秒前
乐悠悠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
刘涵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
务实完成签到 ,获得积分10
1分钟前
gwp1223完成签到,获得积分10
1分钟前
yi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
我就想看看文献完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小瓶盖完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
mictime完成签到,获得积分10
1分钟前
自觉石头完成签到 ,获得积分10
1分钟前
SC完成签到 ,获得积分10
2分钟前
牛牛123完成签到 ,获得积分10
2分钟前
余味应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
余味应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
kk2024完成签到,获得积分10
2分钟前
Wilbert完成签到 ,获得积分10
2分钟前
青羽落霞完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780879
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3326359
关于积分的说明 10226699
捐赠科研通 3041539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669502
邀请新用户注册赠送积分活动 799081
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758732