Online Classifier of AMICA Model to Evaluate State Anxiety While Standing in Virtual Reality
G Liao, S Wang, Z Wei, 刘博涵 (Bohan Liu), R Okubo, ME Hernandez
IEEE EMBC 2022 PubMed ↗ Scholar ↗
초록
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불안 같은 정서 상태의 변화는 행동과 정신 건강에 중대한 영향을 미친다. 그러나 개인의 불안 검출은 전문 평가를 시행하는 훈련된 전문가를 필요로 하며, 상당한 시간과 자원을 소모하는 경우가 많다. 따라서 임상 실무를 지원할 객관적이고 실시간인 불안 검출 방법이 절실히 요구된다. 적응 혼합 독립 성분 분석(AMICA)의 최근 진전은 뇌전도(EEG) 데이터를 사용해 정서 상태 변화를 검출하는 능력을 입증했다. 그러나 서로 다른 모델을 식별하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있으므로, 향후 뇌-컴퓨터 인터페이스 응용을 위해서는 대안적 방법을 모색해야 한다. 본 연구는 EEG 데이터의 주파수 영역 특징을 사용하는 기계 학습 분류기로, 다중 모델 AMICA 라벨로 확립된 서로 다른 피질 상태에 500ms EEG 표본을 분류하는 실현 가능성을 검토한다. EEG 데이터의 12개 입력 특징으로 피질 상태를 예측하는 랜덤 포레스트 분류기는 이진 분류에서 75% 정확도를 달성했다. 이러한 발견에 기반하여 본 연구는 실시간 불안 상태 검출과 분류의 기초를 제공할 수 있다.
원문 초록 (영어)
Changes in emotional state, such as anxiety, have a significant impact on behavior and mental health. However, the detection of anxiety in individuals requires trained specialists to administer specialized assessments, which often take a significant amount of time and resources. Thus, there is a significant need for objective and real-time anxiety detection methods to aid clinical practice. Recent advances in Adaptive Mixture Independent Component Analysis (AMICA) have demonstrated the ability to detect changes in emotional states using electroencephalographic (EEG) data. However, given that several hours may be needed to identify the different models, alternative methods must be sought for future brain-computer-interface applications. This study examines the feasibility of a machine learning classifier using frequency domain features of EEG data to classify individual 500 ms samples of EEG data into different cortical states, as established by multi-model AMICA labels. Using a random forest classifier with 12 input features from EEG data to predict cortical states yielded a 75 percent accuracy in binary classification. Based on these findings, this work may provide a foundation for real-time anxiety state detection and classification.
이 논문의 기여
AMICA EEG 특징 기반 온라인 분류기가 가상현실에 서 있을 때의 상태 불안을 감지합니다 — 낙상 예방과 VR 치료에 응용 가능한 실시간 모니터링입니다.
BibTeX
@inproceedings{liao2022amica,
title = {Online Classifier of AMICA Model to Evaluate State Anxiety While Standing in Virtual Reality},
author = {G Liao and S Wang and Z Wei and Bohan Liu and R Okubo and ME Hernandez},
booktitle = {IEEE Engineering in Medicine and Biology Conference (EMBC)},
year = {2022}
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