vEpiSet

带空间分布信息的间发作性癫痫放电EEG数据集

摘要发作间期癫痫样放电(IED)及其空间分布对于癫痫的诊断、分类和治疗至关重要。由脑电图(EEG)专家进行的人工注释导致了公开可用数据集在多个癫痫中心的缺乏,这阻碍了自动IED检测的发展。我们提供了一个EEG数据库,其中包含来自84位患者的注释过的间发作性癫痫EEG数据。我们从每个患者那里提取了20分钟的连续原始EEG数据,总共累积了28个小时。IED和意识状态(清醒/睡眠)都被至少3位EEG专家仔细地注释。基于发生区域,放电被分类为五种类型:全面性IED、额叶IED、颞叶IED、枕叶IED和中央顶IED。所有EEG数据都被划分为4秒钟的时间段。这产生了2,516个IED时间段和22,933个非IED时间段。我们开发了一个VGG模型,用于训练并在当前数据集上验证IED的检测。意识信息的整合提高了模型的性能,尤其是在高敏感性水平上。此外,我们的数据集证明可以作为一个稳健的工具,用于验证现有的IED检测模型,以及根据空间分布自动分类IED类型。

数据集中患者的年龄分布。

脑电图(EEG)电极放置示意图,包括用于分类IEDs的五个空间区域。

根据空间位置分类的每种IED类型的百分比和数量。

全面性IED 额叶IED 颞叶IED 中央顶IED 枕叶IED 精确度 敏感性
全面性IED 504 48 8 5 8 0.913 0.880
额叶IED 40 329 68 8 13 0.760 0.718
颞叶IED 7 41 631 5 18 0.812 0.899
中央顶IED 0 5 13 348 0 0.935 0.951
枕叶IED 1 10 57 6 343 0.898 0.823

上表展示了一个源自五折交叉验证的混淆矩阵,该矩阵专为五种IED类型的分类定制。VGG模型表现出了显著的性能,精确度和敏感性均达到了70%以上。这个结果进一步证明了我们的数据集在基于空间分布的IED类型训练和分类中的高应用性和有效性。

vEpiNet

基于视频和脑电图数据的多模式发作间期癫痫样放电检测方法

摘要 为了增强基于深度学习的发作间期癫痫样放电(IED)自动检测,本研究利用视频和脑电图(EEG)数据,提出了一种多模态方法vEpiNet。数据集包括来自484名患者的24,931个IED和166,094个非IED的4秒视频+脑电图片段。视频数据通过提出的患者检测方法进行处理,采用帧差和简单关键点(SKPS)捕捉患者的运动。脑电图数据通过EfficientNetV2进行处理。视频和脑电图特征通过多层感知器进行融合。我们开发了一个名为nEpiNet的对照模型,以测试vEpiNet中视频特征的有效性。我们使用了10折交叉验证进行测试。结果显示,10折交叉验证在两个模型中都表现出较高的接收者操作特征曲线下面积(AUROC),其中vEpiNet的AUROC(0.9902)略优于nEpiNet(0.9878)。此外,为了测试模型在现实世界场景中的性能,我们设置了一个前瞻性测试数据集,包含来自50名患者的215小时原始视频+脑电图数据。结果显示,vEpiNet实现了0.8623的精确率-召回率曲线下面积(AUPRC),超过了nEpiNet的0.8316。整合视频数据将在80%敏感性下的精度从70%(95% CI,69.8%-70.2%)提高到76.6%(95% CI,74.9%-78.2%),并将假阳性减少近三分之一,vEpiNet平均处理一小时视频+脑电图数据时间为5.7分钟。我们的发现表明视频数据可以显著提高IED检测的性能和精度,特别是在前瞻性的真实临床测试中。这表明vEpiNet是一种在现实世界应用中临床可行且有效的IED分析工具。

多模态方法概述。数据来自两个主要来源:电信号和视频数据。提出的vEpiNet还包含两个分支:上面的分支处理并从电信号中提取特征,底部分支处理并从视频数据中提取运动特征。最后,两个来源的特征被融合在一起,分类器基于它们做出决策。

不同模型的比较。 (a) vEpiNet和nEpiNet模型在回顾性和前瞻性测试集上的精度-召回(PR)曲线。 (b) vEpiNet和nEpiNet模型在回顾性和前瞻性测试集上的接收者操作特征(ROC)曲线。 (c) nEpiNet、ResnEpiNet和VggnEpiNet的精度-召回(PR)曲线。 (d) vEpiNet、ResvEpiNet和VggvEpiNet的精度-召回(PR)曲线。

vEpiSpy

基于vEpiNet的多模态AI癫痫样放电检测系统

vEpiSpy系统首次做到了将患者的视频和脑电数据相结合,完全模拟了医生在使用脑电图时的标注手法,从而大幅度提高了脑电AI检测的准确率,在临床试用中特异性和敏感性分别能够达到90%、80%,误判率低于40%,媲美人类脑电专家的读图水平。同时,vEpiSpy系统和医院使用的脑电软件无缝结合,医生无需额外操作,直接就能看到由 AI标注过的脑电结果。在vEpiSpy系统的辅助下,医生的读图时间平均缩短了三分之一,效率平均提升约50%,大大节省了医生人力。
vEpiSpy配置平台,程序自动运行,持续读取脑电文件并自动打标
与脑电软件无缝结合,医生可以直接看到AI异常标注点
在全国各大医院陆续使用中

新闻

2023年9月7日

vEpiSpy正式亮相第二十六届全国神经病学学术大会,北京协和医院神经科林楠医生发表了《基于YOLOv5和SKPS人体动作捕捉模型的多模态癫痫样放电检测系统》的报告,获得了与会专家的一致好评。