Clasificación de arritmia cardíaca a partir de la señal de ECG utilizando un modelo de aprendizaje profundo de CNN 1D
Autores: Ahmed, Adel A.; Ali, Waleed; Abdullah, Talal A. A.; Malebary, Sharaf J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Clasificación de arritmia cardíaca a partir de la señal de ECG utilizando un modelo de aprendizaje profundo de CNN 1D
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Circulación sanguínea
Activación eléctrica
Arritmias
Electrocardiogramas
Aprendizaje profundo
Clasificación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
La circulación sanguínea depende críticamente de la activación eléctrica, donde cualquier alteración en el patrón ordenado de la onda de excitación propagante del corazón puede llevar a arritmias. El diagnóstico de arritmias utilizando electrocardiogramas (ECG) es ampliamente utilizado porque son una herramienta rápida, económica y no invasiva. Sin embargo, la aleatoriedad de los eventos arrítmicos y la susceptibilidad de los ECG al ruido llevan a un diagnóstico erróneo de las arritmias. Además, diagnosticar manualmente arritmias cardíacas utilizando datos de ECG es intensivo en tiempo y propenso a errores. Con un mejor entrenamiento, el aprendizaje profundo (DL) podría ser una mejor alternativa para la clasificación rápida y automática. El presente estudio introduce una nueva arquitectura de aprendizaje profundo, específicamente una red neuronal convolucional unidimensional (1D-CNN), para la clasificación de arritmias cardíacas. El modelo fue entrenado y validado con señales de ECG reales y atenuadas de ruido del conjunto de datos MIT-BIH. El objetivo principal es abordar las limitaciones de los electrocardiogramas tradicionales (ECG) en el diagnóstico de arritmias, que pueden ser afectados por el ruido y la aleatoriedad de los eventos, lo que lleva a errores en el diagnóstico. Para evaluar el rendimiento del modelo, se utiliza la matriz de confusión para calcular la precisión, sensibilidad, puntuación f1, promedio y AUC-ROC del modelo. Los resultados del experimento demuestran que el modelo propuesto logró un rendimiento sobresaliente, con precisión de 1.00 y 0.99 en los conjuntos de entrenamiento y prueba respectivamente, y puede ser una alternativa rápida y automática para el diagnóstico de arritmias.
Descripción
La circulación sanguínea depende críticamente de la activación eléctrica, donde cualquier alteración en el patrón ordenado de la onda de excitación propagante del corazón puede llevar a arritmias. El diagnóstico de arritmias utilizando electrocardiogramas (ECG) es ampliamente utilizado porque son una herramienta rápida, económica y no invasiva. Sin embargo, la aleatoriedad de los eventos arrítmicos y la susceptibilidad de los ECG al ruido llevan a un diagnóstico erróneo de las arritmias. Además, diagnosticar manualmente arritmias cardíacas utilizando datos de ECG es intensivo en tiempo y propenso a errores. Con un mejor entrenamiento, el aprendizaje profundo (DL) podría ser una mejor alternativa para la clasificación rápida y automática. El presente estudio introduce una nueva arquitectura de aprendizaje profundo, específicamente una red neuronal convolucional unidimensional (1D-CNN), para la clasificación de arritmias cardíacas. El modelo fue entrenado y validado con señales de ECG reales y atenuadas de ruido del conjunto de datos MIT-BIH. El objetivo principal es abordar las limitaciones de los electrocardiogramas tradicionales (ECG) en el diagnóstico de arritmias, que pueden ser afectados por el ruido y la aleatoriedad de los eventos, lo que lleva a errores en el diagnóstico. Para evaluar el rendimiento del modelo, se utiliza la matriz de confusión para calcular la precisión, sensibilidad, puntuación f1, promedio y AUC-ROC del modelo. Los resultados del experimento demuestran que el modelo propuesto logró un rendimiento sobresaliente, con precisión de 1.00 y 0.99 en los conjuntos de entrenamiento y prueba respectivamente, y puede ser una alternativa rápida y automática para el diagnóstico de arritmias.