論文の概要: ECGrecover: a Deep Learning Approach for Electrocardiogram Signal Completion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.16901v2
- Date: Wed, 26 Jun 2024 08:54:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-27 17:56:11.799004
- Title: ECGrecover: a Deep Learning Approach for Electrocardiogram Signal Completion
- Title(参考訳): ECGrecover:心電図信号補完のためのディープラーニングアプローチ
- Authors: Alex Lence, Ahmad Fall, Federica Granese, Blaise Hanczar, Joe-Elie Salem, Jean-Daniel Zucker, Edi Prifti,
- Abstract要約: 完全12誘導ECG信号を不完全部分から再構成するという課題に対処する。
再建問題に対処するために,新しい目的関数を訓練したU-Netアーキテクチャを用いたモデルを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.727597257312416
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this work, we address the challenge of reconstructing the complete 12-lead ECG signal from incomplete parts of it. We focus on two main scenarii: (i) reconstructing missing signal segments within an ECG lead and (ii) recovering missing leads from a single-lead. We propose a model with a U-Net architecture trained on a novel objective function to address the reconstruction problem. This function incorporates both spatial and temporal aspects of the ECG by combining the distance in amplitude between the reconstructed and real signals with the signal trend. Through comprehensive assessments using both a real-life dataset and a publicly accessible one, we demonstrate that the proposed approach consistently outperforms state-of-the-art methods based on generative adversarial networks and a CopyPaste strategy. Our proposed model demonstrates superior performance in standard distortion metrics and preserves critical ECG characteristics, particularly the P, Q, R, S, and T wave coordinates. Two emerging clinical applications emphasize the relevance of our work. The first is the increasing need to digitize paper-stored ECGs for utilization in AI-based applications (automatic annotation and risk-quantification), often limited to digital ECG complete 10s recordings. The second is the widespread use of wearable devices that record ECGs but typically capture only a small subset of the 12 standard leads. In both cases, a non-negligible amount of information is lost or not recorded, which our approach aims to recover to overcome these limitations.
- Abstract(参考訳): 本研究は,未完成部分から完全12誘導ECG信号を再構成することの課題に対処する。
私たちは2つの主要なscenariiに焦点を当てます。
一 心電図リード内の欠落信号セグメントの再構成及び
(二 単葉から行方不明の鉛を回収すること。)
再建問題に対処するために,新しい目的関数を訓練したU-Netアーキテクチャを用いたモデルを提案する。
この関数は、再構成された信号と実際の信号の間の振幅の距離と信号トレンドを組み合わせることで、ECGの空間的側面と時間的側面の両方を組み込む。
実生活データセットと一般公開データセットの両方を用いた総合的な評価を通じて、提案手法は、生成的敵ネットワークとCopyPaste戦略に基づく最先端の手法を一貫して上回っていることを示す。
提案モデルでは,標準歪み測定において優れた性能を示し,特にP,Q,R,S,T波の座標において重要なECG特性を保っている。
2つの新しい臨床応用が我々の研究の意義を強調している。
ひとつは、AIベースのアプリケーション(自動アノテーションとリスク量子化)で利用するために、紙に格納されたECGをデジタル化する必要性が高まっていることだ。
2つ目は、ECGを記録するウェアラブルデバイスが広く使われていることだ。
どちらの場合も、無視できない量の情報が失われ、記録されないため、我々のアプローチはこれらの制限を克服するために回復することを目的としている。
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