This paper proposes a data-driven model for solving the inverse problem of electrocardiography, the mathematical problem that forms the basis of electrocardiographic imaging (ECGI). We present a conditional diffusion framework that learns a probabilistic mapping from noisy body surface signals to heart surface electric potentials. The proposed approach leverages the generative nature of diffusion models to capture the non-unique and underdetermined nature of the ECGI inverse problem, enabling probabilistic sampling of multiple reconstructions rather than a single deterministic estimate. Unlike traditional methods, the proposed framework is geometry-free and purely data-driven, alleviating the need for patient-specific mesh construction. We evaluate the method on a real ECGI dataset and compare it against strong deterministic baselines, including a convolutional neural network, long short-term memory network, and transformer-based model. The results demonstrate that the proposed diffusion approach achieves improved reconstruction accuracy, highlighting the potential of diffusion models as a robust tool for noninvasive cardiac electrophysiology imaging.


翻译:本文提出了一种数据驱动模型,用于求解心电逆问题——这一数学问题是心电图成像(ECGI)技术的基础。我们提出了一个条件扩散框架,该框架能够学习从含噪声的体表信号到心表电位的概率映射。所提出的方法利用扩散模型的生成特性来捕捉ECGI逆问题的非唯一性与欠定性本质,从而实现对多个重建结果的概率采样,而非单一确定性估计。与传统方法不同,该框架无需几何建模且完全由数据驱动,避免了对患者特异性网格构建的需求。我们在真实ECGI数据集上评估了该方法,并与包括卷积神经网络、长短期记忆网络和基于Transformer模型在内的强确定性基线进行了比较。结果表明,所提出的扩散方法实现了更高的重建精度,凸显了扩散模型作为无创心脏电生理成像稳健工具的潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

面向图像处理逆问题的扩散模型研究综述
专知会员服务
16+阅读 · 2025年4月23日
《基于扩散模型的条件图像生成》综述
专知会员服务
44+阅读 · 2024年10月1日
《扩散模型图像编辑》综述
专知会员服务
28+阅读 · 2024年2月28日
谷歌EfficientNet缩放模型,PyTorch实现登热榜
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2019年6月4日
最新|深度离散哈希算法,可用于图像检索!
全球人工智能
14+阅读 · 2017年12月15日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
Arxiv
0+阅读 · 1月28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
1+阅读 · 58分钟前
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:50
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
2+阅读 · 今天13:33
相关VIP内容
面向图像处理逆问题的扩散模型研究综述
专知会员服务
16+阅读 · 2025年4月23日
《基于扩散模型的条件图像生成》综述
专知会员服务
44+阅读 · 2024年10月1日
《扩散模型图像编辑》综述
专知会员服务
28+阅读 · 2024年2月28日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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