Abdominal sounds (ABS) have been traditionally used for assessing gastrointestinal (GI) disorders. However, the assessment requires a trained medical professional to perform multiple abdominal auscultation sessions, which is resource-intense and may fail to provide an accurate picture of patients' continuous GI wellbeing. This has generated a technological interest in developing wearables for continuous capture of ABS, which enables a fuller picture of patient's GI status to be obtained at reduced cost. This paper seeks to evaluate the feasibility of extracting heart rate (HR) from such ABS monitoring devices. The collection of HR directly from these devices would enable gathering vital signs alongside GI data without the need for additional wearable devices, providing further cost benefits and improving general usability. We utilised a dataset containing 104 hours of ABS audio, collected from the abdomen using an e-stethoscope, and electrocardiogram as ground truth. Our evaluation shows for the first time that we can successfully extract HR from audio collected from a wearable on the abdomen. As heart sounds collected from the abdomen suffer from significant noise from GI and respiratory tracts, we leverage wavelet denoising for improved heart beat detection. The mean absolute error of the algorithm for average HR is 3.4 BPM with mean directional error of -1.2 BPM over the whole dataset. A comparison to photoplethysmography-based wearable HR sensors shows that our approach exhibits comparable accuracy to consumer wrist-worn wearables for average and instantaneous heart rate.


翻译:腹部声音(ABS)传统上用于评估胃肠(GI)疾病。然而,这种评估需要训练有素的医疗专业人员多次进行腹部听诊,耗费大量资源且可能无法准确反映患者持续的胃肠健康状况。这激发了开发可穿戴设备用于连续采集腹部声音的技术兴趣,从而能够以更低的成本更全面地获取患者胃肠状态信息。本文旨在评估从这类腹部声音监测设备中提取心率(HR)的可行性。直接从这些设备中采集心率,可在获取胃肠数据的同时收集生命体征,无需额外佩戴其他可穿戴设备,从而进一步降低成本并提升通用性。我们使用了一个包含104小时腹部音频的数据集,这些音频通过电子听诊器从腹部采集,并以心电图作为基准。评估首次证明,我们能够成功从腹部可穿戴设备采集的音频中提取心率。由于从腹部采集的心音受到胃肠和呼吸道噪声的严重干扰,我们利用小波去噪技术改进了心跳检测。在整个数据集上,该算法对平均心率的平均绝对误差为3.4 BPM,平均方向误差为-1.2 BPM。与基于光电容积描记法的可穿戴心率传感器相比,我们的方法在平均心率和瞬时心率方面均展现出与消费级腕戴式设备相当的精度。

1
下载
关闭预览

相关内容

Graphics Interface conference第46届年会将于2020年5月21-22日在多伦多大学举行。GI一直吸引着高质量的关于计算机图形学、人机交互(HCI)和可视化的最新进展的提交。官网链接:
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月6日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月5日
Adversarial Mutual Information for Text Generation
Arxiv
13+阅读 · 2020年6月30日
Arxiv
10+阅读 · 2017年7月4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
8+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
10+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
6+阅读 · 6月17日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员