Видавничий дім «Інтернаука» — на головну

Технічні науки Українською Відкритий доступ

Класифікація фаз сну на основі біорадару за допомогою нейронної мережі CNN-LSTM

Федорін Ілля Валерійович, Іванова Яна Олегівна

Міжнародний науковий журнал «Інтернаука», № 16, листопад 2021

Анотація

Дослідження зосереджено на автоматичному визначенні стадій сну з використанням безконтактного біосенсора. У цьому дослідженні ми запропонували мережу на основі глибокого навчання шляхом інтеграції згорткової мережі та нейронної мережі довгої короткочасної пам'яті (CNN-LSTM) для класифікації періоду неспання, фази швидкого сну (REM) і фаз повільного сну (NREM) - N1, N2 і N3. Мережа CNN-LSTM досягла точності 0,88 і коефіцієнта Каппа Коена 0,84. Запропонована мережа CNN-LSTM показала таку ж продуктивність, як і існуючі методи, засновані на традиційному ручному отриманні ознак. Результати дослідження можуть стати перспективним рішенням для автоматичного оцінювання сну без ручної обробки даних і можуть бути дуже корисними для скринінгу розладів сну.

Ключові слова: полісомнографія; моніторинг сну; дистанційний моніторинг; біорадар; CNN; LSTM; нейронна мережа

English

Sleep stages classification based on bioradar using CNN-LSTM neural network

Abstract. The research is devoted to the automatic sleep stages classification based on non-invasive biosensor. A deep learning framework for classification of wakefulness, REM and NREM sleep stages (N1, N2, and N3) is proposed. The system consists of a combined convolutional and recurrent (long short-term memory, LSTM) neural network (CNN-LSTM). The proposed CNNLSTM neural network significantly outperforms existing machine learning methods based on traditional manual feature engineering. The model achieves an accuracy of 0.88 and a Cohen's Kappa agreement coefficient of 0.84, that is almost perfect agreement. The results of the study could be a promising solution for automatic sleep assessment without manual data processing and can be very useful for sleep screening.

Keywords: polysomnography; sleep monitoring; remote monitoring; bioradar; CNN; LSTM; neural network

Як цитувати

Федорін І. В., Іванова Я. О. Класифікація фаз сну на основі біорадару за допомогою нейронної мережі CNN-LSTM // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". — 2021. — №16. https://doi.org/10.25313/2520-2057-2021-16-7662

@article{internauka7662,
  author   = {Федорін, Ілля Валерійович and Іванова, Яна Олегівна},
  title    = {Класифікація фаз сну на основі біорадару за допомогою нейронної мережі CNN-LSTM},
  journal  = {Міжнародний науковий журнал «Інтернаука»},
  year     = {2021},
  number   = {16},
  doi      = {10.25313/2520-2057-2021-16-7662},
  url      = {https://www.inter-nauka.com/issues/2021/16/7662}
}
TY  - JOUR
AU  - Федорін, Ілля Валерійович
AU  - Іванова, Яна Олегівна
TI  - Класифікація фаз сну на основі біорадару за допомогою нейронної мережі CNN-LSTM
JO  - Міжнародний науковий журнал «Інтернаука»
PY  - 2021
IS  - 16
SN  - 2520-2057
DO  - 10.25313/2520-2057-2021-16-7662
UR  - https://www.inter-nauka.com/issues/2021/16/7662
LA  - uk
ER  - 

Текст статті

Або відкрийте файл PDF

PDF, 1,1 МБ — Завантажити PDF

Як цитувати

Федорін І. В., Іванова Я. О. Класифікація фаз сну на основі біорадару за допомогою нейронної мережі CNN-LSTM // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". — 2021. — №16. https://doi.org/10.25313/2520-2057-2021-16-7662

@article{internauka7662,
  author   = {Федорін, Ілля Валерійович and Іванова, Яна Олегівна},
  title    = {Класифікація фаз сну на основі біорадару за допомогою нейронної мережі CNN-LSTM},
  journal  = {Міжнародний науковий журнал «Інтернаука»},
  year     = {2021},
  number   = {16},
  doi      = {10.25313/2520-2057-2021-16-7662},
  url      = {https://www.inter-nauka.com/issues/2021/16/7662}
}
TY  - JOUR
AU  - Федорін, Ілля Валерійович
AU  - Іванова, Яна Олегівна
TI  - Класифікація фаз сну на основі біорадару за допомогою нейронної мережі CNN-LSTM
JO  - Міжнародний науковий журнал «Інтернаука»
PY  - 2021
IS  - 16
SN  - 2520-2057
DO  - 10.25313/2520-2057-2021-16-7662
UR  - https://www.inter-nauka.com/issues/2021/16/7662
LA  - uk
ER  -