論文の概要: RhythmBERT: A Self-Supervised Language Model Based on Latent Representations of ECG Waveforms for Heart Disease Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.23060v1
- Date: Thu, 26 Feb 2026 14:45:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-27 18:41:22.726565
- Title: RhythmBERT: A Self-Supervised Language Model Based on Latent Representations of ECG Waveforms for Heart Disease Detection
- Title(参考訳): RhythmBERT:心疾患検出のための心電図波形の潜在表現に基づく自己監督型言語モデル
- Authors: Xin Wang, Burcu Ozek, Aruna Mohan, Amirhossein Ravari, Or Zilbershot, Fatemeh Afghah,
- Abstract要約: 心電図(ECG)解析は心疾患の診断に不可欠である。
ほとんどの自己教師付き学習方法は、ECGを一般的な時系列として扱う。
本稿では,ECGを言語パラダイムとする生成ECG言語モデルであるRhythmBERTを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.583942286312135
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Electrocardiogram (ECG) analysis is crucial for diagnosing heart disease, but most self-supervised learning methods treat ECG as a generic time series, overlooking physiologic semantics and rhythm-level structure. Existing contrastive methods utilize augmentations that distort morphology, whereas generative approaches employ fixed-window segmentation, which misaligns cardiac cycles. To address these limitations, we propose RhythmBERT, a generative ECG language model that considers ECG as a language paradigm by encoding P, QRS, and T segments into symbolic tokens via autoencoder-based latent representations. These discrete tokens capture rhythm semantics, while complementary continuous embeddings retain fine-grained morphology, enabling a unified view of waveform structure and rhythm. RhythmBERT is pretrained on approximately 800,000 unlabeled ECG recordings with a masked prediction objective, allowing it to learn contextual representations in a label-efficient manner. Evaluations show that despite using only a single lead, RhythmBERT achieves comparable or superior performance to strong 12-lead baselines. This generalization extends from prevalent conditions such as atrial fibrillation to clinically challenging cases such as subtle ST-T abnormalities and myocardial infarction. Our results suggest that considering ECG as structured language offers a scalable and physiologically aligned pathway for advancing cardiac analysis.
- Abstract(参考訳): 心電図(ECG)解析は心疾患の診断に不可欠であるが、ほとんどの自己管理学習法は、心電図を生理的意味論やリズムレベルの構造を見越して、一般的な時系列として扱う。
既存のコントラスト法では、形態を歪ませる拡張を利用しており、生成的アプローチでは、心臓循環を誤る固定ウィンドウセグメンテーションを採用している。
これらの制約に対処するために、自動エンコーダベースの潜在表現を用いて、P、QRS、Tセグメントをシンボルトークンに符号化することで、ECGを言語パラダイムとして考える生成ECG言語モデルであるRhythmBERTを提案する。
これらの離散トークンはリズムのセマンティクスを捉え、相補的な連続埋め込みは微細な形態を保ち、波形構造とリズムの統一的なビューを可能にする。
RhythmBERTは、約80,000の未ラベルのECGレコードにマスク付き予測目標で事前訓練されており、ラベル効率のよいコンテキスト表現を学習することができる。
評価によると、RhythmBERTは1つのリードしか使用していないが、強力な12リードベースラインと同等または優れたパフォーマンスを達成している。
この一般化は、心房細動などの一般的な状態から、微妙なST-T異常や心筋梗塞などの臨床的に困難な症例まで及ぶ。
以上の結果から,心電図を構造化言語として考えることで,拡張性および生理学的に整合した心機能解析が可能であることが示唆された。
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