論文の概要: Atrial Fibrillation Detection Using Machine Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.18036v1
- Date: Fri, 20 Feb 2026 07:30:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-23 18:01:41.257188
- Title: Atrial Fibrillation Detection Using Machine Learning
- Title(参考訳): 機械学習を用いた心房細動検出
- Authors: Ankit Singh, Vidhi Thakur, Nachiket Tapas,
- Abstract要約: 心房細動(AF)は、一般的な不整脈であり、虚血性脳卒中の主要な危険因子である。
本稿では,ECG信号とECG信号の同時検出のための10倍の機械学習フレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.5522386235856582
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Atrial fibrillation (AF) is a common cardiac arrhythmia and a major risk factor for ischemic stroke. Early detection of AF using non-invasive signals can enable timely intervention. In this work, we present a comprehensive machine learning framework for AF detection from simultaneous photoplethysmogram (PPG) and electrocardiogram (ECG) signals. We partitioned continuous recordings from 35 subjects into 525 segments (15 segments of 10,000 samples each at 125Hz per subject). After data cleaning to remove segments with missing samples, 481 segments remained (263 AF, 218 normal). We extracted 22 features per segment, including time-domain statistics (mean, standard deviation, skewness, etc.), bandpower, and heart-rate variability metrics from both PPG and ECG signals. Three classifiers -- ensemble of bagged decision trees, cubic-kernel support vector machine (SVM), and subspace k-nearest neighbors (KNN) -- were trained and evaluated using 10-fold cross-validation and hold-out testing. The subspace KNN achieved the highest test accuracy (98.7\%), slightly outperforming bagged trees (97.9\%) and cubic SVM (97.1\%). Sensitivity (AF detection) and specificity (normal rhythm detection) were all above 95\% for the top-performing models. The results indicate that ensemble-based machine learning models using combined PPG and ECG features can effectively detect atrial fibrillation. A comparative analysis of model performance along with strengths and limitations of the proposed framework is presented.
- Abstract(参考訳): 心房細動(AF)は、一般的な不整脈であり、虚血性脳卒中の主要な危険因子である。
非侵襲的な信号を用いたAFの早期検出は、タイムリーな介入を可能にする。
本研究では,光胸腺写真(PPG)と心電図(ECG)の同時検出のための総合的な機械学習フレームワークを提案する。
被験者35名から連続記録を525セグメントに分割した(被験者毎125Hzで1万サンプルの15セグメント)。
データクリーニングで欠落したサンプルを除去した後、481個のセグメントが残った(263個のAF、218個の正常)。
PPG信号とECG信号の両方から、時間領域統計(平均、標準偏差、歪度等)、バンドパワー、心拍変動測定値などを含む22の特徴を抽出した。
3つの分類器(bagged decision treeのアンサンブル、立方体カーネルサポートベクターマシン(SVM)、サブスペースk-nearest neighbors(KNN))が10倍のクロスバリデーションとホールドアウトテストを使用してトレーニングされ評価された。
サブスペースのKNNはテスト精度98.7\%、バッジ木97.9\%、立方体SVM97.1\%をわずかに上回った。
感度 (AF検出) と特異性 (通常のリズム検出) はすべて, トップパフォーマンスモデルでは95%以上であった。
その結果,PTGとECGを組み合わせたアンサンブルベース機械学習モデルにより心房細動を効果的に検出できることが示唆された。
提案フレームワークの長所と短所とともに,モデル性能の比較分析を行った。
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