単心電図からの心筋梗塞検出を改善するための自己整合学習

単心電図からの心筋梗塞検出を改善するための自己整合学習

なぜ重要か: 企業や社会への影響が見込まれ、一般メディアにも波及する可能性があります。

ソースを読む(export.arxiv.org)

arXiv:2509.19397v1発表形式:クロス

要旨:心筋梗塞は冠動脈疾患の重大な症状であるが、空間情報が限られているため、単極誘導心電図(ECG)からの検出は依然として困難である。直感的なアイデアとしては、事前学習済みモデルによる分類のために単極誘導を多極誘導ECGに変換することであるが、多くの場合、信号レベルで最適化された生成モデルは大きな潜在空間ギャップを残し、最終的に診断性能を低下させる。これは、潜在空間のアライメントが役立つ可能性があるという疑問を自然に提起する。しかし、これまでのECGアライメント手法のほとんどは変換不変性の学習に焦点を当てており、単極誘導検出の目標と一致しない。この問題に対処するために、我々は単極誘導ECGからの心筋梗塞検出を向上させる、シンプルながらも効果的なアライメント学習フレームワークであるSelfMISを提案する。手動によるデータ拡張を廃棄し、SelfMISは自己切断戦略を用いて多極誘導ECGとその対応する単極誘導セグメントをペアにし、潜在空間で直接アライメントする。この設計により、学習目標は変換不変性の追求から単極誘導表現の豊かさにシフトし、単極誘導ECGエンコーダが局所信号から大域的な心臓学的コンテキストを推論できる表現を学習することを明示的に促す。実験的に、SelfMISは、より単純なアーキテクチャと低い計算オーバーヘッドを維持しながら、9種類の心筋梗塞タイプにわたってベースラインモデルよりも優れた性能を達成し、直接的な潜在空間アライメントの有効性を実証している。受理後、コードとチェックポイントを公開する。

原文(英語)を表示

Title (EN): Self-Alignment Learning to Improve Myocardial Infarction Detection from Single-Lead ECG

arXiv:2509.19397v1 Announce Type: cross
Abstract: Myocardial infarction is a critical manifestation of coronary artery disease, yet detecting it from single-lead electrocardiogram (ECG) remains challenging due to limited spatial information. An intuitive idea is to convert single-lead into multiple-lead ECG for classification by pre-trained models, but generative methods optimized at the signal level in most cases leave a large latent space gap, ultimately degrading diagnostic performance. This naturally raises the question of whether latent space alignment could help. However, most prior ECG alignment methods focus on learning transformation invariance, which mismatches the goal of single-lead detection. To address this issue, we propose SelfMIS, a simple yet effective alignment learning framework to improve myocardial infarction detection from single-lead ECG. Discarding manual data augmentations, SelfMIS employs a self-cutting strategy to pair multiple-lead ECG with their corresponding single-lead segments and directly align them in the latent space. This design shifts the learning objective from pursuing transformation invariance to enriching the single-lead representation, explicitly driving the single-lead ECG encoder to learn a representation capable of inferring global cardiac context from the local signal. Experimentally, SelfMIS achieves superior performance over baseline models across nine myocardial infarction types while maintaining a simpler architecture and lower computational overhead, thereby substantiating the efficacy of direct latent space alignment. Our code and checkpoint will be publicly available after acceptance.

Published: 2025-09-24 19:00 UTC


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