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dc.contributor.author
Casal, Ramiro
dc.contributor.author
Di Persia, Leandro Ezequiel
dc.contributor.author
Schlotthauer, Gaston
dc.date.available
2022-10-17T12:50:48Z
dc.date.issued
2021-01
dc.identifier.citation
Casal, Ramiro; Di Persia, Leandro Ezequiel; Schlotthauer, Gaston; Classifying sleep–wake stages through recurrent neural networks using pulse oximetry signals; Elsevier; Biomedical Signal Processing and Control; 63; 1-2021; 1-8
dc.identifier.issn
1746-8094
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/173433
dc.description.abstract
The regulation of the autonomic nervous system changes with the sleep stages causing variations in the physiological variables. We exploit these changes with the aim of classifying the sleep stages in awake or asleep using pulse oximeter signals. We applied a recurrent neural network to heart rate and peripheral oxygen saturation signals to classify the sleep stage every 30 seconds. The network architecture consists of two stacked layers of bidirectional gated recurrent units (GRUs) and a softmax layer to classify the output. In this paper, we used 5000 patients from the Sleep Heart Health Study dataset. 2500 patients were used to train the network, and two subsets of 1250 were used to validate and test the trained models. In the test stage, the best result obtained was 90.13% accuracy, 94.13% sensitivity, 80.26% specificity, 92.05% precision, and 84.68% negative predictive value. Further, the Cohen's Kappa coefficient was 0.74 and the average absolute error percentage to the actual sleep time was 8.9%. The performance of the proposed network is comparable with the state-of-the-art algorithms when they use much more informative signals (except those with EEG).
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Elsevier
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
AUTOMATIC SLEEP STAGING
dc.subject
HEART RATE
dc.subject
PULSE OXIMETRY
dc.subject
RECURRENT NEURAL NETWORKS
dc.subject.classification
Otras Ciencias de la Computación e Información
dc.subject.classification
Ciencias de la Computación e Información
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Classifying sleep–wake stages through recurrent neural networks using pulse oximetry signals
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2022-09-14T14:15:24Z
dc.journal.volume
63
dc.journal.pagination
1-8
dc.journal.pais
Países Bajos
dc.journal.ciudad
Amsterdam
dc.description.fil
Fil: Casal, Ramiro. Universidad Nacional de Entre Ríos. Instituto de Investigación y Desarrollo en Bioingeniería y Bioinformática - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigación y Desarrollo en Bioingeniería y Bioinformática; Argentina
dc.description.fil
Fil: Di Persia, Leandro Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional; Argentina
dc.description.fil
Fil: Schlotthauer, Gaston. Universidad Nacional de Entre Ríos. Instituto de Investigación y Desarrollo en Bioingeniería y Bioinformática - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigación y Desarrollo en Bioingeniería y Bioinformática; Argentina
dc.journal.title
Biomedical Signal Processing and Control
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1746809420303311
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.bspc.2020.102195
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