論文の概要: Holter-to-Sleep: AI-Enabled Repurposing of Single-Lead ECG for Sleep Phenotyping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.18714v1
- Date: Thu, 19 Mar 2026 10:11:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-20 17:19:06.081048
- Title: Holter-to-Sleep: AI-Enabled Repurposing of Single-Lead ECG for Sleep Phenotyping
- Title（参考訳）: Holter-to-Sleep:Sleep Phenotypingのためのシングルリード心電図のAI利用
- Authors: Donglin Xie, Qingshuo Zhao, Jingyu Wang, Shijia Geng, Jiarui Jin, Jun Li, Rongrong Guo, Guangkun Nie, Gongzheng Tang, Yuxi Zhou, Thomas Penzel, Shenda Hong,
- Abstract要約: 睡眠障害は心臓血管のリスクと密接に関連している。
ポリソムノグラフィー(PSG)は資源集約的であり、マルチナイト、ホームベース、大規模スクリーニングには適していない。
本稿では,シングルリードECGを唯一の入力として使用する概念ホルター・ツー・スリープ・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）: 25.495968977141512
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Sleep disturbances are tightly linked to cardiovascular risk, yet polysomnography (PSG)-the clinical reference standard-remains resource-intensive and poorly suited for multi-night, home-based, and large-scale screening. Single-lead electrocardiography (ECG), already ubiquitous in Holter and patch-based devices, enables comfortable long-term acquisition and encodes sleep-relevant physiology through autonomic modulation and cardiorespiratory coupling. Here, we present a proof-of-concept Holter-to-Sleep framework that, using single-lead ECG as the sole input, jointly supports overnight sleep phenotyping and Holter-grade cardiac phenotyping within the same recording, and further provides an explicit analytic pathway for scalable cardio-sleep association studies. The framework is developed and validated on a pooled multi-center PSG sample of 10,439 studies spanning four public cohorts, with independent external evaluation to assess cross-cohort generalizability, and additional real-world feasibility assessment using overnight patch-ECG recordings via objective-subjective consistency analysis. This integrated design enables robust extraction of clinically meaningful overnight sleep phenotypes under heterogeneous populations and acquisition conditions, and facilitates systematic linkage between ECG-derived sleep metrics and arrhythmia-related Holter phenotypes. Collectively, the Holter-to-Sleep paradigm offers a practical foundation for low-burden, home-deployable, and scalable cardio-sleep monitoring and research beyond traditional PSG-centric workflows.
- Abstract（参考訳）: 睡眠障害は、心臓血管のリスクと密接に関連しているが、ポリソムノグラフィー(PSG)は、臨床基準として資源が集中しており、マルチナイト、ホームベース、大規模スクリーニングには適していない。
シングルリード心電図(ECG)はホルターやパッチベースのデバイスですでにユビキタスであり、快適な長期取得を可能にし、自律神経調節と心呼吸結合を通じて睡眠関連生理学をコードする。
そこで本研究では,シングルリード心電図を単独入力として,夜間睡眠表現とホルターグレード心電図を同一記録内で共同でサポートし,拡張性心電図関連研究のための明確な解析経路を提供する,概念実証Holter-to-Sleepフレームワークを提案する。
このフレームワークは、4つの公的なコホートにまたがる10,439の多中心PSGサンプルを用いて開発・検証され、相互コホート一般化性を評価するための独立した外部評価と、目的-目的整合性分析による夜間パッチ-ECG記録を用いた実世界の実現可能性評価が可能である。
この統合された設計は、異種集団と取得条件下で臨床的に有意な夜間睡眠表現型を強く抽出し、心電図由来の睡眠測定値と不整脈関連ホルター表現型との系統的結合を促進する。
まとめると、Holter-to-Sleepパラダイムは、従来のPSG中心のワークフローを超えて、ローバーデン、ホームデプロイ可能、スケーラブルな心-スリープモニタリングと研究のための実践的な基盤を提供する。
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