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Enregistrement W4405270051 · doi:10.1109/jsen.2024.3512197

Dual-Stream CNN-LSTM Architecture for Cuffless Blood Pressure Estimation From PPG and ECG Signals: A PulseDB Study

2024· article· en· W4405270051 sur OpenAlexfundno aff
Mohamad Forouzanfar

Notice bibliographique

RevueIEEE Sensors Journal · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueNon-Invasive Vital Sign Monitoring
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésPhotoplethysmogramComputer scienceBlood streamDual (grammatical number)Blood pressureSpeech recognitionArtificial intelligencePattern recognition (psychology)TelecommunicationsMedicineInternal medicineWireless

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Accurate and noninvasive blood pressure (BP) monitoring is essential for managing cardiovascular health, yet traditional cuff-based methods are uncomfortable and unsuitable for continuous use. Existing cuffless BP estimation techniques face limitations such as limited feature extraction capabilities, which can result in lower performance, and validation on nonstandard or small datasets, which raises concerns about generalizability. To address these challenges, we propose a novel convolutional neural network (CNN)-long short-term memory (LSTM) architecture that independently processes photoplethysmogram (PPG) and electrocardiogram (ECG) signals through separate CNN layers, enhancing morphological feature extraction. These layers are followed by a multilayer Bi-LSTM network that captures long-term temporal dependencies, improving BP prediction accuracy. Unlike prior studies, we validate our method on the PulseDB dataset, the largest publicly available dataset for BP estimation, comprising cleaned PPG, ECG, and arterial BP (ABP) waveforms from the MIMIC-III and VitalDB databases. Evaluated on data from 3027 individuals using fivefold cross-validation, our model achieved a mean absolute error (MAE) of 5.16 mmHg for systolic BP (SBP) and 3.24 mmHg for diastolic BP (DBP), with consistent performance across various age groups and genders. These results surpassed American National Standards Institute (ANSI)/Association for the Advancement of Medical Instrumentation (AAMI) standards and achieved an “A” grade by British Hypertension Society (BHS) standards, demonstrating the potential of this approach to improve patient comfort and care in diverse clinical and home environments.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,250
Écart entre enseignants0,237 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations12
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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