論文の概要: A Domain Generalization Approach for Out-Of-Distribution 12-lead ECG
Classification with Convolutional Neural Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.09656v1
- Date: Sat, 20 Aug 2022 10:58:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-08-23 12:29:20.742090
- Title: A Domain Generalization Approach for Out-Of-Distribution 12-lead ECG
Classification with Convolutional Neural Networks
- Title(参考訳): 畳み込みニューラルネットワークを用いた外部分布12誘導ECG分類のための領域一般化手法
- Authors: Aristotelis Ballas and Christos Diou
- Abstract要約: 本稿では,12誘導心電図(ECG)の異常を,Deep Neural Networkのアーキテクチャ全体にわたって抽出した情報を活用することによって分類する手法を提案する。
我々は4つのソースから利用可能なECGデータセットを採用し、それらを別々のドメインとして扱う。
実世界の環境における分布シフトをシミュレートするために、ドメインのサブセット上でモデルをトレーニングし、残りのドメインを除外する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.1372269816123994
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Deep Learning systems have achieved great success in the past few years, even
surpassing human intelligence in several cases. As of late, they have also
established themselves in the biomedical and healthcare domains, where they
have shown a lot of promise, but have not yet achieved widespread adoption.
This is in part due to the fact that most methods fail to maintain their
performance when they are called to make decisions on data that originate from
a different distribution than the one they were trained on, namely
Out-Of-Distribution (OOD) data. For example, in the case of biosignal
classification, models often fail to generalize well on datasets from different
hospitals, due to the distribution discrepancy amongst different sources of
data. Our goal is to demonstrate the Domain Generalization problem present
between distinct hospital databases and propose a method that classifies
abnormalities on 12-lead Electrocardiograms (ECGs), by leveraging information
extracted across the architecture of a Deep Neural Network, and capturing the
underlying structure of the signal. To this end, we adopt a ResNet-18 as the
backbone model and extract features from several intermediate convolutional
layers of the network. To evaluate our method, we adopt publicly available ECG
datasets from four sources and handle them as separate domains. To simulate the
distributional shift present in real-world settings, we train our model on a
subset of the domains and leave-out the remaining ones. We then evaluate our
model both on the data present at training time (intra-distribution) and the
held-out data (out-of-distribution), achieving promising results and surpassing
the baseline of a vanilla Residual Network in most of the cases.
- Abstract(参考訳): ディープラーニングシステムはここ数年で大きな成功を収め、いくつかのケースで人間の知性を超えている。
最近では、バイオメディカルやヘルスケアの分野にも進出しており、多くの可能性を秘めているが、まだ広く普及していない。
これは、ほとんどのメソッドが、トレーニングされたデータ、すなわちout-Of-Distribution(OOD)データとは異なるディストリビューションから派生したデータに関する決定を行うように呼ばれたとき、パフォーマンスを維持できないためである。
例えば、生体信号分類の場合、モデルでは、異なるデータソース間の分布の不一致のために、異なる病院のデータセットをうまく一般化できないことが多い。
本研究の目的は, 病院データベース間の領域一般化問題を実証し, ディープニューラルネットワークのアーキテクチャ全体にわたって抽出された情報を活用し, 信号の基盤構造を把握し, 心電図の異常を分類する手法を提案することである。
この目的のために、バックボーンモデルとしてResNet-18を採用し、ネットワークのいくつかの中間畳み込み層から特徴を抽出する。
提案手法を評価するために,4つのソースから利用可能なecgデータセットを採用し,それらを別々のドメインとして扱う。
実世界の設定に存在する分布シフトをシミュレートするために、ドメインのサブセットでモデルをトレーニングし、残りのものを除外します。
そして、トレーニング時間(イントラ分配)と保持データ(アウト・オブ・ディストリビューション)の両方でモデルを評価し、有望な結果を得るとともに、ほとんどの場合においてバニラ残差ネットワークのベースラインを上回った。
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