Pan-Tompkins++: A Robust Approach to Detect R-peaks in ECG Signals
Notice bibliographique
Résumé
R-peak detection is crucial in electrocardiogram (ECG) signal processing as it is the basis of heart rate variability analysis. The Pan-Tompkins algorithm is the most widely used QRS complex detector for the monitoring of many cardiac diseases including arrhythmia detection. However, the performance of the Pan-Tompkins algorithm in detecting the QRS complexes degrades in low-quality and noisy signals. This article introduces Pan-Tompkins++, an improved Pan-Tompkins algorithm. A bandpass filter with a passband of 5–18 Hz followed by an N-point moving average filter has been applied to remove the noise without discarding the significant signal components. Pan-Tompkins++ uses three thresholds to distinguish between R-peaks and noise peaks. Rather than using a generalized equation, different rules are applied to adjust the thresholds based on the pattern of the signal for the accurate detection of R-peaks under significant changes in signal pattern. The proposed algorithm reduces the False Positive and False Negative detections, and hence improves the robustness and performance of Pan-Tompkins algorithm. Pan-Tompkins++ has been tested on four open source datasets. The experimental results show noticeable improvement for both R-peak detection and execution time. We achieve 2.8% and 1.8% reduction in FP and FN, respectively, and 2.2% increase in F-score on average across four datasets, with 33% reduction in execution time. We show specific examples to demonstrate that in situations w here the Pan-Tompkins algorithm fails to identify R-peaks, the proposed algorithm is found to be effective. The results have also been contrasted with other well-known R-peak detection algorithms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,004 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».