Decision support system for arrhythmia prediction using convolutional neural network structure without preprocessing
| dc.contributor.author | Fujita, Hamido | |
| dc.contributor.author | Cimr, Dalibor | |
| dc.date.accessioned | 2026-08-18T12:31:51Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description.abstract | Arrhythmia is a disease-influencing heart and is manifested by an irregular heartbeat. Atrial fibrillation (A(fib)), atrial flutter (A(fl)), and ventricular fibrillation (V-fib) are heart arrhythmias affecting predominantly senior citizens. An electrocardiogram (ECG) is a device serving to measure the ECG signal and diagnosis of an abnormal pattern which represents a heartbeat defects. Though it is possible to analyze these signals manually, in some cases it is a difficult task due to the often signal distortion by noise. Furthermore, manual analyzation of patterns is subjective and can lead to an inaccurate diagnosis. An automated computer-aided diagnosis (CAD) is a technique to eliminate these shortcomings. In this work, we present an 6-layer deep convolutional neural network (CNN) for automatic ECG pattern classification of the normal (N-r), A(fib), A(fl), and V-fib classes. This proposed CNN model requires simple feature extraction and no pre-processing of ECG signals. For two seconds ECG segments, the model obtained the accuracy of 97.78%, specificity and sensitivity of 98.82% and 99.76% respectively. This proposed system can be used as an assistant automatic tool in a clinical environment as a decision support system. | eng |
| dc.description.abstract-translated | Arytmie je srdce ovlivňující onemocnění a projevuje se nepravidelným srdečním rytmem. Fibrilace síní (A (fib)), atriální flutter (A (fl)) a fibrilace komor (V-fib) jsou srdeční arytmie postihující převážně seniory. Elektrokardiogram (EKG) je zařízení sloužící k měření signálu EKG a diagnostiky abnormálního vzoru, který představuje vady srdečního rytmu. Ačkoli je možné tyto signály analyzovat ručně, v některých případech je to obtížný úkol kvůli často zkreslenému signálu šumem. Ruční analýza vzorků je navíc subjektivní a může vést k nepřesné diagnóze. Automatická počítačová diagnostika (CAD) je technika k odstranění těchto nedostatků. V této práci představujeme šestivrstvou hlubokou konvoluční neuronovou síť (CNN) pro automatickou klasifikaci EKG vzorů normálních (N-r), A (fib), A (fl) a V-fib tříd. Tento navrhovaný model CNN vyžaduje jednoduchou extrakci funkcí a žádné předběžné zpracování signálů EKG. Pro dvou sekundové segmenty EKG získal model přesnost 97,78% a specificitu a sensitivitu 98,82% a 99,76%. Tento navrhovaný systém lze použít jako pomocný automatický nástroj v klinickém prostředí jako systém podpory rozhodování. | cze |
| dc.format | p. 3383-3391 | |
| dc.identifier.doi | 10.1007/s10489-019-01461-0 | |
| dc.identifier.issn | 0924-669X | |
| dc.identifier.obd | 43875308 | |
| dc.identifier.scopus | 2-s2.0-85065165094 | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12603/3165 | |
| dc.identifier.wos | 000482434300014 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.peerreviewed | yes | |
| dc.project.ID | Socio-economic models and autonomous systems 2 | |
| dc.publicationstatus | postprint | |
| dc.publisher | Springer | |
| dc.relation.ispartof | Applied Intelligence, volume 49, issue: 9 | eng |
| dc.relation.publisherversion | https://link.springer.com/article/10.1007/s10489-019-01461-0 | |
| dc.rights.access | Open Access | |
| dc.rights.license | CC BY | |
| dc.source.url | https://link.springer.com/article/10.1007/s10489-019-01461-0 | |
| dc.subject | Arrhythmia | eng |
| dc.subject | Atrial fibrillation | eng |
| dc.subject | Atrial flutter | eng |
| dc.subject | Convolution neural network | eng |
| dc.subject | Deep learning | eng |
| dc.subject | Electrocardiogram signals | eng |
| dc.subject | Ventricular fibrillation | eng |
| dc.subject | Arytmie | cze |
| dc.subject | Fibrilace síní | cze |
| dc.subject | Atriální flutter | cze |
| dc.subject | Konvoluční neuronová síť | cze |
| dc.subject | Hluboké učení | cze |
| dc.subject | Elektrokardiogramové signály | cze |
| dc.subject | Komorová fibrilace | cze |
| dc.title | Decision support system for arrhythmia prediction using convolutional neural network structure without preprocessing | eng |
| dc.title.alternative | Systém pro podporu rozhodování pro predikci arytmie pomocí konvoluční struktury neuronové sítě bez předběžného zpracování | cze |
| dc.type | article |