論文の概要: An End-to-End and Accurate PPG-based Respiratory Rate Estimation
Approach Using Cycle Generative Adversarial Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.00594v1
- Date: Mon, 3 May 2021 01:16:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-05-04 13:41:09.677434
- Title: An End-to-End and Accurate PPG-based Respiratory Rate Estimation
Approach Using Cycle Generative Adversarial Networks
- Title(参考訳): サイクル生成逆数ネットワークを用いたPPGに基づく呼吸速度推定手法
- Authors: Seyed Amir Hossein Aqajari, Rui Cao, Amir Hosein Afandizadeh Zargari,
and Amir M. Rahmani
- Abstract要約: 呼吸率(RR)は換気を表す臨床徴候です。
Cycle Generative Adversarial Networks (CycleGAN) を用いたRR推定のためのエンドツーエンドで正確なパイプラインを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.248335775936125
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Respiratory rate (RR) is a clinical sign representing ventilation. An
abnormal change in RR is often the first sign of health deterioration as the
body attempts to maintain oxygen delivery to its tissues. There has been a
growing interest in remotely monitoring of RR in everyday settings which has
made photoplethysmography (PPG) monitoring wearable devices an attractive
choice. PPG signals are useful sources for RR extraction due to the presence of
respiration-induced modulations in them. The existing PPG-based RR estimation
methods mainly rely on hand-crafted rules and manual parameters tuning. An
end-to-end deep learning approach was recently proposed, however, despite its
automatic nature, the performance of this method is not ideal using the real
world data. In this paper, we present an end-to-end and accurate pipeline for
RR estimation using Cycle Generative Adversarial Networks (CycleGAN) to
reconstruct respiratory signals from raw PPG signals. Our results demonstrate a
higher RR estimation accuracy of up to 2$\times$ (mean absolute error of
1.9$\pm$0.3 using five fold cross validation) compared to the state-of-th-art
using a identical publicly available dataset. Our results suggest that CycleGAN
can be a valuable method for RR estimation from raw PPG signals.
- Abstract(参考訳): 呼吸速度 (RR) は換気を表す臨床症状である。
RRの異常な変化は、身体が組織への酸素の供給を維持するために、しばしば最初の健康悪化の兆候である。
日常生活におけるRRの遠隔監視への関心が高まっており、光胸腺撮影(PPG)監視ウェアラブルデバイスを魅力的な選択にしている。
PPGシグナルは、呼吸誘導変調の存在によりRR抽出に有用である。
既存のPSGベースのRR推定法は主に手作りのルールと手動パラメータチューニングに依存している。
エンド・ツー・エンドのディープラーニングアプローチが最近提案されているが、その自動的性質にもかかわらず、この手法の性能は実世界データでは理想的ではない。
本稿ではCycleGAN(Cycle Generative Adversarial Networks)を用いたRR推定のためのエンドツーエンドかつ正確なパイプラインを提案し,生PSG信号から呼吸信号を再構成する。
以上の結果から,最大2$\times$のRR推定精度(5倍のクロスバリデーションを用いた1.9$\pm$0.3の絶対誤差)を,同一の公開データセットを用いた最先端技術と比較した。
この結果から,CycleGANは生PSG信号からのRR推定に有用であることが示唆された。
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