EngMedicine | 人工智能模型分析心电图检测新冠后心脏损伤:心血管研究新突破

文摘   2025-01-02 11:01   江苏  

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    导 读    

本研究运用机器学习模型(EfficientNet + DBN混合模型),对新型冠状病毒给心脏造成的长期影响展开研究并进行分类,旨在通过运用心电图图像来评估患者在康复之后心脏可能持续存在的损伤情况或发生的变化。

背 景

新冠疫情期间,诸多患者不仅遭受病毒引发的呼吸系统问题困扰,康复后还面临心脏问题。新型冠状病毒可能会造成暂时性或持续性的心脏损伤,这潜在地归因于窒息等因素,窒息会影响血液中的氧气输送。这种缺氧状况,再加上肺部出现的炎症以及积液情况,倘若未能及时治疗,会显著降低患者的生存几率。鉴于新型冠状病毒对心脏的潜在危害,对新冠康复患者的心脏问题进行早期检测与分类具有极其重要的意义。深度学习技术作为近年来人工智能领域的重要突破,凭借其强大的数据分析和模式识别能力,为解决这一难题提供了新的思路。

结 果

EfficientNet + DBN混合模型使用多级分类来分析心电图信号,并确定新型冠状病毒感染后对心脏的影响。过程包括将心电图图像转换为二进制格式,通过提取形状、时间和统计特征,随后使用混合模型将其进一步分类。第一个层次判断病情是否正常,第二个层次则识别患者是患有心肌梗死还是新型冠状病毒感染。如果被归类为异常,第二级则识别是否存在心肌梗死或既往感染新型冠状病毒。最后,该模型使用Pearson相关系数研究与新型冠状病毒感染后情况的相关性。总体而言,EfficientNet-DBN模型展现出了卓越的性能,最高准确率达到 89.80%,灵敏度为 94.70%,特异度为 91.80%。

    总结与展望    

本研究聚焦于新冠后诸如肺纤维化、心脏骤停以及神经系统问题等健康问题,强调了对康复患者心脏相关疾病进行早期检测的必要性。尽管患者已经康复,但许多人忽视了新冠后的症状,这一情况极有可能致使后续潜在并发症的发生。为解决此问题,本研究提出基于 EfficientNet + DBN 的混合模型,用于借助心电图进行多层次疾病分类。未来研究工作将着重应用迁移学习技术,以进一步提升分类的准确率。 

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Website:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2950489924000216

DOI: 

doi.org/10.1016/j.engmed.2024.100021

通讯作者


Mohammed Abdul Basith Ali Khan,研究员,印度阿查里亚龙树大学计算机科学与工程系,现任沙特阿拉伯哈立德国王大学讲师。

第一作者


Edara Sreenivasa Reddy,博士,印度阿查里亚龙树大学计算机科学与工程系,现任印度韦洛尔科技大学计算机科学与工程学院(SCOPE)教授。

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来源:EngMedicine 医工交叉

撰稿:Mohammed Abdul Basith Ali Khan

排版:李登明

美编:   天

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