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Enregistrement W4415791000 · doi:10.1161/circ.152.suppl_3.4366212

Abstract 4366212: Artificial Intelligence with Augmented Data Increases Accuracy and Speed of Heart Murmur Detection in Phonocardiogram Data

2025· article· en· W4415791000 sur OpenAlexaff
Melissa Valaee, Shahram Shirani

Notice bibliographique

RevueCirculation · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiquePhonocardiography and Auscultation Techniques
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPhonocardiogramSpectrogramAuscultationHeart soundsPattern recognition (psychology)Heart AuscultationStethoscope

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction: Cardiac auscultation often provides the first indication of underlying cardiac conditions through identification of heart murmurs. Auscultation is conducted during routine physical exams and is traditionally performed via stethoscope. However, conventional auscultation has limited sensitivity and accuracy due to high inter-rater discrepancy. Given its importance in the diagnostic process, an enhanced protocol is necessary. Artificial intelligence (AI) has been implemented in various medical settings. However, AI is limited by its need for vast quantities of high-quality training data. Data augmentation (DA) can be used to generate new samples from existing data by applying various transformations, which increases algorithm robustness and generalizability. Hypothesis: We hypothesized that implementing the Minimally Random Convolutional Kernel Transform (MiniROCKET) AI model with DA techniques improves the accuracy and speed of murmur detection in phonocardiogram (PCG) data. Methods: We used data from the 2022 George Moody PhysioNet Heart Sound Classification Challenge, containing PCG recordings of individuals under 21 years of age in Northeast Brazil. Patients without recordings from all four heart valves were excluded. Each patient’s audio files were synchronized at the first heartbeat. The file group then underwent 10 random time-series DA techniques, yielding four files from each original. Then, a Mel spectrogram was generated from each file, and one random DA technique was applied to each to make three spectrograms (Figure 1). Through DA, our sample size was increased from 928 spectrograms to 14,848. After pre-processing, MiniROCKET classified each patient as: “murmur present,” “murmur absent,” or “further assessment required” - if sufficient certainty is not achieved. Results: We assessed the effect of varying levels of DA, the overall accuracy of our MiniROCKET methodology, and the speed of our model by comparing with existing models (Tables 1&2). Overall, our method yielded improved quality assessment metrics and enhanced speed compared to existing models and was further improved through DA techniques. Conclusion: With DA (p=8.600e-05), our method boasts rapid and precise detection of murmurs in PCG data, with a weighted accuracy of 96.4% and an evaluation time of 0.02 seconds per patient, outperforming existing methods. Implementing this method may streamline diagnosis, promote scalability and adaptability, and allow for early-stage treatment.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,009
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 enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,009
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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 Opus0,068
Tête enseignante GPT0,349
Écart entre enseignants0,280 · 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

Citations0
Publié2025
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