論文の概要: FoundationalECGNet: A Lightweight Foundational Model for ECG-based Multitask Cardiac Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08961v1
- Date: Wed, 10 Sep 2025 19:48:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-12 16:52:24.126828
- Title: FoundationalECGNet: A Lightweight Foundational Model for ECG-based Multitask Cardiac Analysis
- Title(参考訳): FoundationalECGNet:ECGベースのマルチタスク心臓分析のための軽量基礎モデル
- Authors: Md. Sajeebul Islam Sk., Md Jobayer, Md Mehedi Hasan Shawon, Md. Golam Raibul Alam,
- Abstract要約: FoundationalECGNetは、ECGの自動分類のための基礎的なフレームワークである。
はじめに正常心電図信号と異常心電図信号を区別し、次に異常心電図信号を5つの心臓状態の1つに分類する。
伝導障害および肥大症に対する99%のF1スコアを含む多クラス疾患検出における最先端のパフォーマンスを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.1666234644810893
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cardiovascular diseases (CVDs) remain a leading cause of mortality worldwide, underscoring the importance of accurate and scalable diagnostic systems. Electrocardiogram (ECG) analysis is central to detecting cardiac abnormalities, yet challenges such as noise, class imbalance, and dataset heterogeneity limit current methods. To address these issues, we propose FoundationalECGNet, a foundational framework for automated ECG classification. The model integrates a dual-stage denoising by Morlet and Daubechies wavelets transformation, Convolutional Block Attention Module (CBAM), Graph Attention Networks (GAT), and Time Series Transformers (TST) to jointly capture spatial and temporal dependencies in multi-channel ECG signals. FoundationalECGNet first distinguishes between Normal and Abnormal ECG signals, and then classifies the Abnormal signals into one of five cardiac conditions: Arrhythmias, Conduction Disorders, Myocardial Infarction, QT Abnormalities, or Hypertrophy. Across multiple datasets, the model achieves a 99% F1-score for Normal vs. Abnormal classification and shows state-of-the-art performance in multi-class disease detection, including a 99% F1-score for Conduction Disorders and Hypertrophy, as well as a 98.9% F1-score for Arrhythmias. Additionally, the model provides risk level estimations to facilitate clinical decision-making. In conclusion, FoundationalECGNet represents a scalable, interpretable, and generalizable solution for automated ECG analysis, with the potential to improve diagnostic precision and patient outcomes in healthcare settings. We'll share the code after acceptance.
- Abstract(参考訳): 心臓血管疾患(CVD)は、正確な、スケーラブルな診断システムの重要性を浮き彫りにしている。
心電図(ECG)解析は、心臓の異常を検出するのに重要であるが、ノイズ、クラス不均衡、データセットの不均一性制限電流法などの課題がある。
これらの課題に対処するため,自動ECG分類のための基盤フレームワークであるFoundationalECGNetを提案する。
このモデルでは、MorletとDaubechiesのウェーブレット変換、CBAM(Convolutional Block Attention Module)、GAT(Graph Attention Networks)、TST(Time Series Transformer)の2段階を統合して、マルチチャネルECG信号の空間的および時間的依存関係を共同でキャプチャする。
FoundationalECGNetはまず正常心電図信号と異常心電図信号を区別し、異常心電図信号を不整脈、伝導障害、心筋梗塞、QT異常、肥大の5つに分類する。
複数のデータセットにまたがって、このモデルは正常と異常の分類の99%のF1スコアを達成し、多クラス疾患の検出における最先端のパフォーマンスを示し、その中には伝導障害と肥大のための99%のF1スコア、そして不整脈のための98.9%のF1スコアが含まれる。
さらに、このモデルは臨床的な意思決定を容易にするためにリスクレベルの推定を提供する。
結論として、FoundationalECGNetは、自動化されたECG分析のためのスケーラブルで解釈可能で一般化可能なソリューションであり、医療設定における診断精度と患者結果を改善する可能性がある。
承認後、コードを共有します。
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