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A comparative study of CNN-capsule-net, CNN-transformer encoder, and Traditional machine learning algorithms to classify epileptic seizure
Indexado
WoS WOS:001176512800001
Scopus SCOPUS_ID:85186551159
DOI 10.1186/S12911-024-02460-Z
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



IntroductionEpilepsy is a disease characterized by an excessive discharge in neurons generally provoked without any external stimulus, known as convulsions. About 2 million people are diagnosed each year in the world. This process is carried out by a neurological doctor using an electroencephalogram (EEG), which is lengthy.MethodTo optimize these processes and make them more efficient, we have resorted to innovative artificial intelligence methods essential in classifying EEG signals. For this, comparing traditional models, such as machine learning or deep learning, with cutting-edge models, in this case, using Capsule-Net architectures and Transformer Encoder, has a crucial role in finding the most accurate model and helping the doctor to have a faster diagnosis.ResultIn this paper, a comparison was made between different models for binary and multiclass classification of the epileptic seizure detection database, achieving a binary accuracy of 99.92% with the Capsule-Net model and a multiclass accuracy with the Transformer Encoder model of 87.30%.ConclusionArtificial intelligence is essential in diagnosing pathology. The comparison between models is helpful as it helps to discard those that are not efficient. State-of-the-art models overshadow conventional models, but data processing also plays an essential role in evaluating the higher accuracy of the models.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Medical Informatics
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Holguin-Garcia, Sergio Alejandro - Univ Autonoma Manizales - Colombia
Universidad Autónoma de Manizales - Colombia
2 Guevara-Navarro, Ernesto - Univ Autonoma Manizales - Colombia
Universidad Autónoma de Manizales - Colombia
3 Daza-Chica, Alvaro Eduardo - Univ Autonoma Manizales - Colombia
Universidad Autónoma de Manizales - Colombia
4 Patino-Claro, Maria Alejandra - Univ Autonoma Manizales - Colombia
Universidad Autónoma de Manizales - Colombia
5 Arteaga-Arteaga, Harold Brayan - Univ Autonoma Manizales - Colombia
Universidad Autónoma de Manizales - Colombia
6 RUZ-HEREDIA, GONZALO ANDRES Hombre Universidad Adolfo Ibáñez - Chile
Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad - Chile
Data Observ Fdn - Chile
Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES) - Chile
Data Observatory Foundation - Chile
7 Tabares-Soto, Reinel - Univ Autonoma Manizales - Colombia
Univ Caldas - Colombia
Universidad Adolfo Ibáñez - Chile
Universidad Autónoma de Manizales - Colombia
Universidad de Caldas - Colombia
8 Bravo-Ortiz, Mario Alejandro - Univ Autonoma Manizales - Colombia
Ctr Bioinformat & Biol Computac BIOS - Colombia
Universidad Autónoma de Manizales - Colombia
BIOS - Centro de Bioinformática y Biología Computacional de Colombia - Colombia

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Financiamiento



Fuente
Anillo
Anillos
ANID PIA/BASAL
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
Universidad Autónoma de Manizales
Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación
ANID/PIA/ANILLOS
Prix Inspiration Arctique
Oportunidades de Mercado para las Empresas de Tecnología
Clasificación de los estadios del Alzheimer utilizando Imágenes de Resonancia Magnética Nuclear
Oportu-nidades de Mercado para las Empresas de Tecnologia-Compras Publicas de Algoritmos Responsables, Eticos y Transparentes"
Oportunidades de Mercado para las Empresas de Tecnología-Compras Públicas de Algoritmos Responsables

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
This work was funded by Universidad Autonoma de Manizales as part of the project "Clasificacion de los estadios del Alzheimer utilizando Imagenes de Resonancia Magnetica Nuclear y datos clinicos a partir de tecnicas de Deep Learning" with code 873-139, and also by the projects "CH-T1246: Oportu-nidades de Mercado para las Empresas de Tecnologia-Compras Publicas de Algoritmos Responsables, Eticos y Transparentes", ANID PIA/BASAL FB0002, and ANID/PIA/ANILLOS ACT210096.
Mario Alejandro Bravo-Ortiz and Harold Brayan Arteaga-Arteaga are supported by a Ph.D. grant “Convocatoria 22 OCAD de Ciencia, Tecnología e Innovación del Sistema General de Regalías y al Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación”. We would like to thank Universidad Autónoma de Manizales for making this paper as part of the “Clasificación de los estadios del Alzheimer utilizando Imágenes de Resonancia Magnética Nuclear y datos clínicos a partir de técnicas de Deep Learning” with code 873-139 and “Aplicación de Vision Transformer para clasificar estadios del Alzheimer utilizando imágenes de resonancia magnética nuclear y datos clínicos” project with code 847-2023 TD also to the projects “CH-T1246 : Oportunidades de Mercado para las Empresas de Tecnología - Compras Públicas de Algoritmos Responsables, Éticos y Transparentes”, ANID PIA/BASAL FB0002 and ANID/PIA/ANILLO ACT210096.
This work was funded by Universidad Autonoma de Manizales as part of the project “Clasificación de los estadios del Alzheimer utilizando Imágenes de Resonancia Magnética Nuclear y datos clínicos a partir de técnicas de Deep Learning” with code 873-139, and also by the projects “CH-T1246: Oportunidades de Mercado para las Empresas de Tecnología-Compras Públicas de Algoritmos Responsables, Éticos y Transparentes”, ANID PIA/BASAL FB0002, and ANID/PIA/ANILLOS ACT210096.
Mario Alejandro Bravo-Ortiz and Harold Brayan Arteaga-Arteaga are supported by a Ph.D. grant “Convocatoria 22 OCAD de Ciencia, Tecnología e Innovación del Sistema General de Regalías y al Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación”. We would like to thank Universidad Autónoma de Manizales for making this paper as part of the “Clasificación de los estadios del Alzheimer utilizando Imágenes de Resonancia Magnética Nuclear y datos clínicos a partir de técnicas de Deep Learning” with code 873-139 and “Aplicación de Vision Transformer para clasificar estadios del Alzheimer utilizando imágenes de resonancia magnética nuclear y datos clínicos” project with code 847-2023 TD also to the projects “CH-T1246 : Oportunidades de Mercado para las Empresas de Tecnología - Compras Públicas de Algoritmos Responsables, Éticos y Transparentes”, ANID PIA/BASAL FB0002 and ANID/PIA/ANILLO ACT210096.

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