Electrocardiogram (ECG) is a widely used diagnostic tool for detecting heart conditions. Rare cardiac diseases may be underdiagnosed using traditional ECG analysis, considering that no training dataset can exhaust all possible cardiac disorders. This paper proposes using anomaly detection to identify any unhealthy status, with normal ECGs solely for training. However, detecting anomalies in ECG can be challenging due to significant inter-individual differences and anomalies present in both global rhythm and local morphology. To address this challenge, this paper introduces a novel multi-scale cross-restoration framework for ECG anomaly detection and localization that considers both local and global ECG characteristics. The proposed framework employs a two-branch autoencoder to facilitate multi-scale feature learning through a masking and restoration process, with one branch focusing on global features from the entire ECG and the other on local features from heartbeat-level details, mimicking the diagnostic process of cardiologists. Anomalies are identified by their high restoration errors. To evaluate the performance on a large number of individuals, this paper introduces a new challenging benchmark with signal point-level ground truths annotated by experienced cardiologists. The proposed method demonstrates state-of-the-art performance on this benchmark and two other well-known ECG datasets. The benchmark dataset and source code are available at: \url{https://github.com/MediaBrain-SJTU/ECGAD}


翻译:心电图(ECG)是一种广泛用于检测心脏状况的诊断工具。由于没有训练数据集能够涵盖所有可能的心脏疾病,传统心电图分析可能对罕见心脏疾病存在漏诊。本文提出利用异常检测来识别任何非健康状态,仅使用正常心电图进行训练。然而,由于个体间显著差异以及异常同时存在于整体节律和局部形态中,在心电图中检测异常具有挑战性。为解决这一难题,本文引入了一种新颖的多尺度交叉重构框架,用于心电图异常检测与定位,该框架兼顾心电图的局部与全局特征。所提框架采用双分支自编码器,通过掩码与重构过程实现多尺度特征学习:一个分支专注于整个心电图的全局特征,另一个分支专注于心跳级别细节的局部特征,模拟心脏病专家的诊断流程。异常通过高重构误差进行识别。为评估该方法在大量个体上的性能,本文引入了一个具有挑战性的新基准数据集,其信号点级标注由经验丰富的心脏病专家完成。所提方法在该基准数据集以及另外两个知名心电图数据集上均展现出最先进的性能。基准数据集和源代码可从以下网址获取:\url{https://github.com/MediaBrain-SJTU/ECGAD}

1
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
2+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员