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逐心拍:使用循环神经网络分类心律失常

机器学习 2020-12-14 v2 计算机视觉与模式识别 信号处理

摘要

每天有数以万计的心电图 (ECG) 记录由移动心脏事件记录仪处理,心律分类算法是持续监测高危患者的重要工具。我们利用一个包含 12,186 条单导联 ECG 记录的标注数据集,构建了一个多样化的循环神经网络 (RNNs) 集成模型,该模型能够区分正常窦性心律、心房颤动、其他类型的心律失常以及过于嘈杂而无法解释的信号。为了简化时间维度上的学习,我们引入了一种新颖的任务表述,利用 ECG 信号到心跳的自然分割,大幅减少每个序列的时间步数。此外,我们用注意力机制扩展了 RNNs,使我们能够推断 RNNs 重点关注哪些心跳以做出决策。通过使用注意力,我们的模型保持了高度的可解释性,同时在未见测试集 (n=3,658) 上实现了 0.79 的平均 F1 分数,达到了最先进的分类性能。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.06319,
  title  = {Beat by Beat: Classifying Cardiac Arrhythmias with Recurrent Neural Networks},
  author = {Patrick Schwab and Gaetano Scebba and Jia Zhang and Marco Delai and Walter Karlen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.06319},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted at Computing in Cardiology (CinC) 2017