3 个月前

基于卷积神经网络的分类器链多标签心电图分类

基于卷积神经网络的分类器链多标签心电图分类

摘要

在过去十年中,人工智能在基于心电图(ECG)进行心脏相关诊断分类方面已展现出可行性。早期研究主要集中在12导联和2导联ECG的分类,而本研究旨在基于12、6、4、3及2导联ECG,对26种不同诊断进行分类。我们使用包含88,253份ECG数据、并以26种诊断作为真实标签(ground truth)的数据库训练了一个监督学习模型。整个训练与分类流程可分为三个阶段:(1)采用Pan-Tompkins算法检测QRS波群峰值,并计算平均心率;(2)利用平均心率与经过傅里叶变换的ECG信号作为输入,训练卷积神经网络(CNN)系统,以区分心律规则与不规则的ECG。该阶段成功分类了26类中的9类;(3)在最后阶段,构建一个由多个CNN模型组成的分类器链(classifier chain),用于对剩余的17种诊断进行分类。该阶段的输入包括第二阶段的分类结果以及原始ECG信号。本研究团队CardiOUS在PhysioNet挑战赛的隐藏测试集上,针对所有导联组合的综合评分为−0.63。根据该评分,团队在官方排名中位列39支参赛队伍中的第38位。

基准测试

基准方法指标
ecg-classification-on-physionet-challenge-1Classifier Chain (4-lead)
PhysioNet Challenge score 2021: -0.63
ecg-classification-on-physionet-challenge-1Classifier Chain (3-lead)
PhysioNet Challenge score 2021: -0.60
ecg-classification-on-physionet-challenge-1Classifier Chain (2-lead)
PhysioNet Challenge score 2021: -0.63
ecg-classification-on-physionet-challenge-1Classifier Chain (6-lead)
PhysioNet Challenge score 2021: -0.63

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