Классификация слуховых вызванных потенциалов для выявления СДВГ у детей

Введение

Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) является одним из наиболее распространенных нейроразвивающихся расстройств у детей. Диагностика СДВГ основывается на оценке симптомов невнимательности, гиперактивности и импульсивности, которые нарушают повседневное функционирование. Хотя электроэнцефалография (ЭЭГ) используется в диагностике СДВГ, она обычно рассматривается как дополнение к клинической оценке.

Цель исследования

Целью данного исследования была разработка подхода для классификации записей ЭЭГ у детей с СДВГ и контрольной группы с использованием методов машинного обучения.

Методы

В исследовании приняли участие 47 детей (22 с диагнозом СДВГ и 25 контрольных случаев). Для регистрации ЭЭГ использовался портативный гарнитур в течение примерно пяти минут. Для вызова слуховых вызванных потенциалов (ERP) применялась парадигма oddball с двумя тонами. На этапе извлечения признаков учитывались:

• когнитивные вызванные потенциалы,
• мощность частотных диапазонов,
• количественная оценка хаоса,
• биспектральный анализ,
• возраст детей,
• количество высокочастотных тонов, которые дети посчитали во время теста.

Для классификации использовались алгоритмы SVM (метод опорных векторов) и Trees (деревья решений).

Результаты

Алгоритмы SVM и Trees показали наилучшую производительность с точностью 86.36% и чувствительностью 95.45%. Это свидетельствует о высокой эффективности предложенного метода в дифференциации детей с СДВГ от контрольной группы.

Выводы

Результаты исследования демонстрируют потенциал портативных систем на основе ЭЭГ для дополнения стандартных клинических оценок. Такой подход предлагает объективный, временно-эффективный и доступный метод для поддержки ранней диагностики СДВГ. Высокая точность и чувствительность классификации критически важны для снижения риска ошибочного диагноза и обеспечения своевременного вмешательства, что в конечном итоге улучшает результаты лечения пациентов.

Термины и сокращения

• СДВГ (ADHD) — синдром дефицита внимания и гиперактивности.
• ЭЭГ (EEG) — электроэнцефалография.
• ERP (Event-Related Potentials) — вызванные потенциалы, связанные с событиями.
• SVM (Support Vector Machine) — метод опорных векторов.
• Trees — деревья решений.
• Oddball paradigm — парадигма oddball, метод, используемый в когнитивных исследованиях для изучения реакции на редкие стимулы.