0% Complete
English
صفحه اصلی
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Predicting Sleep Efficiency and Apnea Index Using ECG-Derived and Sleep Quality Features: A Machine Learning Approach
نویسندگان :
Mahla Khodaverdi
1
Raheleh Davoodi
2
1- دانشگاه شهید بهشتی تهران
2- دانشگاه شهید بهشتی تهران
کلمات کلیدی :
Sleep efficiency،Apnea index،ECG،Machine learning،Feature selection
چکیده :
Sleep quality and obstructive sleep apnea profoundly influence cardiovascular function, cognition, and overall well-being, yet conventional monitoring approaches remain largely invasive or cumbersome, underscoring the imperative for streamlined, non-invasive alternatives. Herein, we present a machine learning framework that synergistically integrates electrocardiogram (ECG)-derived features with sleep quality metrics to forecast sleep efficiency and apnea-hypopnea index (AHI). Drawing upon the ECSMP (A Dataset on Emotion, Cognition, Sleep, and Multi-Modal Physiological Signals) dataset—encompassing recordings from 89 healthy participants—we curated a subset of 33 subjects whose data exhibited complete and unimpaired capture across all ECG-sleep modalities, thereby ensuring analytical fidelity; incomplete records from the remaining participants, attributable to recording artifacts or procedural inconsistencies, were judiciously excluded to uphold data integrity. From these selected recordings, 22 ECG-derived and sleep quality features were extracted and subsequently refined through recursive feature elimination (RFE) to mitigate redundancy and enhance predictive salience. We evaluated three regression models—Ridge Regression, Random Forest, and Gradient Boosting—employing subject-based 5-fold cross-validation to foster generalizability across individuals. For sleep efficiency, Ridge Regression attained a mean R² of 0.8734, indicating a high degree of explained variance; by comparison, Random Forest registered an R² of 0.2756 for AHI, which underscores the formidable obstacles in modeling sporadic apnea episodes amid constrained empirical resources. Feature importance scrutiny further illuminated wake hours and deep sleep ratio as preeminent correlates for sleep efficiency, complemented by deep sleep ratio and QRS amplitude for AHI. Collectively, this framework lays a promising foundation for non-invasive, individualized sleep monitoring, offering reliable estimates of sleep efficiency and preliminary insights into apnea patterns, albeit within the constraints of a modest sample size.
لیست مقالات
لیست مقالات بایگانی شده
تشخیص حملات اینترنتی با مدل های زبانی بزرگ تقطیری در شبکه های توزیع شده
جواد جهانگیری درزه کنانی - امین بابازاده
مروری بر روش های هوش مصنوعی توضیح پذیر
الهه محمدی - آزاده سلطانی
عصر جدید مدلسازی بیومکانیکی با یادگیری ماشین آگاه از فیزیک
علی یعقوبیان - فائزه یعقوبیان
Enhancing Type 2 Diabetes Diagnosis with Evolutionary Algorithms and Machine Learning
Parisa Rezaei - Mohsen Saffar - Hamid Reza Naji - Mohammad Mehdi Faghih - Rasoul Nouriazar
بررسی و مقایسه روشهای تشخیص جوامع در شبکههای اجتماعی با همافزایی الگوریتمهای تکاملی و یادگیری ماشین
زهرا انیسی نسب - محمد مصلح
توسعه سامانه میکرونیدلهای هیدروژلی زیستسازگار فیبروئین ابریشم-صمغ عربی با پایداری و کارایی بهبودیافته در دارورسانی
مینو علی زاده پیرپشته - فتح اله کریم زاده - مهشید خرازیها - حمیدرضا سلیمی جزی
شناسایی و تفکیک خودکار ضایعات بیماری مولتیپل اسکلروزیس در MRI با استفاده از معماری بهینه شده U-NET
مریم فتحعلی زاده اصل سرکندی - علی پورقاسم
تحلیل نقش عوامل اقتصادی و فرهنگی در پذیرش خرید الکترونیکی بازنشستگان: رویکردی مبتنی بر مدل UTAUT
احسان مظفری - سحر احمدیان
هیدروژل ژل شونده آنزیمی بر پایه ژلاتین برای استفاده در کاربردهای مهندسی بافت
وحیده ابراهیمی بختور - علی برادر خوش فطرت - الهام دهقانی
Geometry-Aware Anisotropic Total Variation Regularization for Limited-View Photoacoustic Tomography
Amirreza Jodeiry - Zahra Kavehvash
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 42.4.1