論文の概要: Intelligent Incident Hypertension Prediction in Obstructive Sleep Apnea
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.20615v1
- Date: Tue, 27 May 2025 01:29:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-28 17:05:58.336921
- Title: Intelligent Incident Hypertension Prediction in Obstructive Sleep Apnea
- Title(参考訳): 閉塞型睡眠時無呼吸症候群におけるインテリジェントインシデント高血圧予測
- Authors: Omid Halimi Milani, Ahmet Enis Cetin, Bharati Prasad,
- Abstract要約: 閉塞性睡眠時無呼吸 (OSA) は、間欠性低酸素症と睡眠断片化による高血圧の重要な危険因子である。
本研究では,離散コサイン変換(DCT)に基づく伝達学習を統合し,予測精度を向上させる新しい深層学習手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Obstructive sleep apnea (OSA) is a significant risk factor for hypertension, primarily due to intermittent hypoxia and sleep fragmentation. Predicting whether individuals with OSA will develop hypertension within five years remains a complex challenge. This study introduces a novel deep learning approach that integrates Discrete Cosine Transform (DCT)-based transfer learning to enhance prediction accuracy. We are the first to incorporate all polysomnography signals together for hypertension prediction, leveraging their collective information to improve model performance. Features were extracted from these signals and transformed into a 2D representation to utilize pre-trained 2D neural networks such as MobileNet, EfficientNet, and ResNet variants. To further improve feature learning, we introduced a DCT layer, which transforms input features into a frequency-based representation, preserving essential spectral information, decorrelating features, and enhancing robustness to noise. This frequency-domain approach, coupled with transfer learning, is especially beneficial for limited medical datasets, as it leverages rich representations from pre-trained networks to improve generalization. By strategically placing the DCT layer at deeper truncation depths within EfficientNet, our model achieved a best area under the curve (AUC) of 72.88%, demonstrating the effectiveness of frequency-domain feature extraction and transfer learning in predicting hypertension risk in OSA patients over a five-year period.
- Abstract(参考訳): 閉塞性睡眠時無呼吸 (OSA) は、間欠性低酸素症と睡眠断片化による高血圧の重要な危険因子である。
OSA患者が5年以内に高血圧を発症するかどうかを予測することは、依然として複雑な課題である。
本研究では,離散コサイン変換(DCT)に基づく伝達学習を統合し,予測精度を向上させる新しい深層学習手法を提案する。
我々は,すべてのポリソノグラフィー信号を統合して高血圧予測を行い,その集合情報を利用してモデル性能を向上させる。
これらの信号から特徴を抽出し、2D表現に変換し、MobileNet、EfficientNet、ResNetなどのトレーニング済みの2Dニューラルネットワークを利用する。
特徴学習をさらに改善するために、入力特徴を周波数ベース表現に変換し、必須スペクトル情報を保存し、特徴をデコレーションし、ノイズに対する堅牢性を向上するDCT層を導入した。
転送学習と組み合わせたこの周波数領域アプローチは、事前訓練されたネットワークからの豊かな表現を活用して一般化を改善するため、限られた医療データセットにとって特に有益である。
このDCT層をEfficientNet内のより深い溝深度に戦略的に配置することにより,5年間のOSA患者の高血圧リスク予測における周波数領域の特徴抽出と伝達学習の有効性を実証し,AUC(AUC)が72.88%の最適領域を達成できた。
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