Faster R-CNN approach for estimating global QRS duration in electrocardiograms with a limited quantity of annotated data
Notice bibliographique
Résumé
In electrocardiography (ECG), measurement of QRS duration (QRSd) is crucial for diagnosing conditions such as left bundle branch block. To address the limited availability of ECG databases with QRS delineation labels, we present a method to use small databases to train deep learning object detection models for global QRSd estimation that involves minimal manual labeling of median beats. In our method, an ECG record is segmented into individual heartbeats, transformed into artificial images, and a Faster R-CNN model is utilized to estimate the global QRSd. Faster R-CNN models were tested with three different backbone configurations (VGG-16, VGG-19, and RESNET-18) and two ECG image formats: binary images in which each beat in each lead was represented by a separate image and RGB images in which the same beat from a trio of leads was superimposed by mapping each lead to a different color channel. Using 258 twelve-lead, 10-s digital ECG records acquired from 140 unique heart failure outpatients, the best-performing backbone, VGG-19 with RGB images, achieved root-mean-square and mean absolute errors for QRSd of 10.4 ± 0.8 ms and 8.2 ± 1.0 ms, respectively, during five-fold cross-validation. Testing with an independent, publicly available dataset yielded root-mean-square and mean absolute errors for QRSd of 7.0 ± 1.1 ms and 5.3 ± 0.9 ms, respectively. Therefore, our method provides high QRSd estimation accuracy while reducing the need for manual labeling and shows promise for generalization to independent databases, demonstrating potential for efficient training of deep learning models on small ECG databases. • A Faster R-CNN model estimates global QRSd using artificial ECG images. • VGG-19 with RGB images achieved the best QRSd estimation accuracy. • The method reduces manual labeling by using small ECG databases for training. • Strong performance was observed in both cross-validation and independent testing. • The approach shows potential for generalizing to new ECG datasets.
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 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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
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 ».