Будучи основной причиной смертности во всем мире, сердечно-сосудистые заболевания, особенно аритмии, требуют создания точных и автоматизированных технологий для ранней диагностики и выявления. Для выявления аритмий по сигналам электрокардиограммы (ЭКГ) в данной статье представлена классификационная модель, основанная на глубоком обучении, которая фокусируется на пяти основных типах сердечных сокращений: нормальное (N), блокада левой ножки пучка пучка Гиса (R), преждевременное сердцебиение (A) и преждевременное сокращение желудочков (V). Мы используем сигналы Lead I из нескольких источников, таких как базы данных INCART 12-отведения, Sudden Cardiac Death Holter, Supraventricular и MIT-BIH Arrhythmia, что дает более 3,9 миллиона обучающих и 112 575 тестовых сегментов.
Примеры подготовки данных включают выборку 180, сегментацию с фиксированным окном, нормализацию Min-Max и балансировку классов с помощью метода синтетической избыточной выборки меньшинств (SMOTE). Гибридная архитектура использует слои Transformer для моделирования временных зависимостей и одномерные сверточные нейронные сети (CNN) для извлечения пространственных особенностей. Оптимизатор Адама с отсрочкой и пакетной нормализацией для регуляризации обучает модель.
Предлагаемая система превосходит модель TN4 и другие передовые бенчмарки, достигая 99,99% точности, точности и F1-score во всех классах. Устойчивость функций дополнительно улучшается за счет применения глубоких гибридных архитектур и сверточных нейронных сетей, которые были мотивированы более ранними исследованиями. Предлагаемая парадигма развивает индивидуализированное цифровое здравоохранение, основанное на искусственном интеллекте, и имеет большие перспективы для масштабируемой идентификации аритмии в режиме реального времени.