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Enregistrement W7161152758 · doi:10.2196/80597

Direct Reconstruction of High-Fidelity Electrocardiogram Signals from Vector-Based Portable Document Format Files with Integrated Deep Learning for Multi-Parameter Estimation (Preprint)

2025· article· en· W7161152758 sur OpenAlexvenueno aff
Shian‐Sen Shie, Chao‐Yung Wang, Po-Yen Huang, Ming-Shien Wen

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueECG Monitoring and Analysis
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDeep learningData formatPattern recognition (psychology)EstimationFile formatArtificial neural network

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Electrocardiograms (ECGs) are commonly stored in PDF, particularly as vector-based files generated by ECG management systems. Previous studies have demonstrated that ECG signals can be extracted through PDF-to-Scalable Vector Graphics (SVG) conversion, highlighting the potential to reconstruct waveform signals from vector graphics. These reconstructed signals further enable the derivation and prediction of clinically relevant ECG parameters. Objective: This study aimed to develop an integrated framework for direct reconstruction of high-fidelity ECG signals from vector-based PDF files and for simultaneous estimation of multiple clinically relevant ECG parameters using deep learning. Methods: In this retrospective methodological study, 50,000 twelve-lead ECG PDFs generated by a MUSE system (2015-2024) were analyzed. A direct PDF parsing pipeline was developed to extract vector path objects and reconstruct time-series signals without intermediate format conversion. Reconstruction accuracy was evaluated against the original system-exported signals. Two deep learning models, DualECGFormer and DualResNetECG, were developed to estimate 8 specific ECG parameters. The reference standards for these parameters-including ventricular rate; PR interval; QRS duration; QT interval; corrected QT interval (QTc); and the electrical axes of the P wave, QRS complex, and T wave-were derived from machine-generated values within the MUSE system database. Performance was compared with a rule-based approach (NeuroKit2). Results: The proposed method achieved high reconstruction fidelity, with mean absolute errors (MAEs) below 1×10-3 mV across all leads. Compared with an SVG-based workflow, the direct parsing approach reduced processing time by approximately 4.6-fold. For parameter estimation, deep learning models outperformed the rule-based method for most parameters. DualResNetECG achieved the best overall performance, with MAEs of 1.11 bpm for ventricular rate, 7.27 milliseconds for PR interval, 9.89 milliseconds for QRS duration, 11.87 milliseconds for QT, and 13.71 milliseconds for QTc. For electrical axis estimation, MAEs ranged from 8.0° to 16.31°. The model also demonstrated reliable detection of physiologically undefined parameters (PR interval and P-wave axis), achieving an area under the receiver operating characteristic curve of up to 0.978. Conclusions: This study presents an efficient and scalable framework for direct extraction of ECG signals from MUSE-generated vector-based PDFs and integrated multiparameter estimation using deep learning. The approach achieves high reconstruction accuracy and competitive predictive performance, supporting its potential utility for large-scale retrospective MUSE ECG analysis.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
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)0,0040,003

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 Opus0,032
Tête enseignante GPT0,379
Écart entre enseignants0,348 · 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
Routes d'admission1
Résumé présentnon

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