論文の概要: HDformer: A Higher Dimensional Transformer for Diabetes Detection
Utilizing Long Range Vascular Signals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.11340v2
- Date: Tue, 31 Oct 2023 15:59:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-02 17:54:18.359268
- Title: HDformer: A Higher Dimensional Transformer for Diabetes Detection
Utilizing Long Range Vascular Signals
- Title(参考訳): HDformer:長距離血管信号を利用した糖尿病検出用高次元トランス
- Authors: Ella Lan
- Abstract要約: 本稿では,長距離光胸腺造影(PPG)を用いて糖尿病を診断するトランスフォーマーを用いた新しいアーキテクチャを提案する。
HDformerは、標準MIMIC-IIIデータセット上で最先端の結果(感度98.4、精度97.3、特異度92.8、AUC 0.929)を達成する。
ローコストなウェアラブルをプロトタイプとして,モバイルアプリ経由でクラウド上のHDformerに接続する,エンドツーエンドソリューションを開発しています。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: Diabetes mellitus is a global concern, and early detection can prevent
serious complications. 50% of people with diabetes live undiagnosed,
disproportionately afflicting low-income groups. Non-invasive methods have
emerged for timely detection; however, their limited accuracy constrains
clinical usage. In this research, we present a novel Higher-Dimensional
Transformer (HDformer), the first Transformer-based architecture which utilizes
long-range photoplethysmography (PPG) to detect diabetes. The long-range PPG
maximizes the signal contextual information when compared to the less-than 30
second signals commonly used in existing research. To increase the
computational efficiency of HDformer long-range processing, a new attention
module, Time Square Attention (TSA), is invented to reduce the volume of tokens
by more than 10x, while retaining the local/global dependencies. TSA converts
the 1D inputs into 2D representations, grouping the adjacent points into a
single 2D token. It then generates dynamic patches and feeds them into a gated
mixture-of-experts (MoE) network, optimizing the learning on different
attention areas. HDformer achieves state-of-the-art results (sensitivity 98.4,
accuracy 97.3, specificity 92.8, AUC 0.929) on the standard MIMIC-III dataset,
surpassing existing research. Furthermore, we develop an end-to-end solution
where a low-cost wearable is prototyped to connect with the HDformer in the
Cloud via a mobile app. This scalable, convenient, and affordable approach
provides instantaneous detection and continuous monitoring for individuals. It
aids doctors in easily screening for diabetes and safeguards underprivileged
communities. The enhanced versatility of HDformer allows for efficient
processing and learning of long-range signals in general one-dimensional
time-series sequences, particularly for all biomedical waveforms.
- Abstract(参考訳): 糖尿病は世界的な懸念であり、早期発見は深刻な合併症を防ぐ可能性がある。
糖尿病患者の50%は未診断で、低所得層を悩ませている。
非侵襲的な方法がタイムリーな検出のために現れたが、その限られた精度は臨床応用に制約を与える。
本研究では, 糖尿病の診断にppg(long-range photoplethysmography)を利用する最初のトランスフォーマーであるhigher-dimensional transformer (hdformer)を提案する。
長距離PSGは、既存の研究でよく使われる30秒以下の信号と比較して、信号コンテキスト情報を最大化する。
HDformerの長距離処理の計算効率を高めるために、新しいアテンションモジュールであるTime Square Attention (TSA) が発明され、トークンの容量を10倍以上に削減し、ローカル/グローバルな依存関係を維持した。
TSAは1D入力を2D表現に変換し、隣接するポイントを1つの2Dトークンにグループ化する。
そして動的パッチを生成し、moe(gateed mixed-of-experts)ネットワークに入力し、異なる注意領域で学習を最適化する。
HDformerは標準的なMIMIC-IIIデータセットで最先端の結果(感度98.4、精度97.3、特異度92.8、AUC 0.929)を達成し、既存の研究を上回っている。
さらに,ローコストなウェアラブルをプロトタイプとして,モバイルアプリ経由でクラウド上のHDformerに接続する,エンドツーエンドソリューションを開発した。
このスケーラブルで便利で安価なアプローチは、個人に対する即時検出と継続的な監視を提供する。
糖尿病のスクリーニングや、未熟な地域社会の保護に役立つ。
hdformerの拡張された汎用性により、長距離信号の1次元時系列、特に全ての生体医学波形での効率的な処理と学習が可能になる。
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