深度学习启用诊断腹腔大动脉动脉瘤使用脉冲体积记录波形:一个在研究
Sina Masoumi Shahrbabak1, Byeng Dong Youn2,3, Hao-Min Cheng4
1Mechanical Engineering, University of Maryland, College Park, MD 20742, USA.
Sensors (Basel, Switzerland)
|November 13, 2025
概括
对非侵入性脉冲量记录 (PVR) 信号的深度学习分析显示,对诊断腹腔大动脉动脉瘤 (AAA) 有希望. 这种具有成本效益的方法可以使用临床技术实现可访问的AAA查.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 人工智能在医学中的应用
- 心血管诊断心血管诊断服务
背景情况:
- 腹腔大动脉瘤 (AAA) 诊断通常依赖于侵入性或复杂的成像技术.
- 早期检测AAA的非侵入性方法对于改善患者的治疗结果至关重要.
- 脉冲波形分析为可访问的心血管评估提供了一个潜在的途径.
研究的目的:
- 研究使用深度学习 (DL) 分析非侵入性脉冲量记录 (PVR) 信号诊断腹腔大动脉动脉瘤 (AAA) 的可行性.
- 开发和评估一个DL算法来估计PVR波形的AAA严重性.
- 将基于PVR的DL算法的性能与训练在侵入性动脉血压 (BP) 信号上的DL算法的性能进行比较.
主要方法:
- 使用系统性动脉循环模型生成合成动脉血压 (BP) 和脉冲体积记录 (PVR) 波形信号.
- 在合成队列中模拟了各种严重程度的腹腔大动脉动脉瘤 (AAA).
- 开发了一个卷积神经网络 (CNN),用于从PVR信号中对AAA严重性估计的连续性质对抗规范化.
- 对合成数据与体内发现进行了验证,并将DL算法性能与侵入性BP数据进行了比较.
主要成果:
- 支持DL的基于PVR的算法证明了强大的AAA检测,ROC曲线下的面积>0.89.9.
- 该算法在从PVR信号 (MAE:12.6%) 中估计AAA严重程度时显示出合理的准确性.
- 性能相当于,虽然略低于,一个相同的CNN训练在侵入性动脉血压信号 (MAE: 10.3%).
结论:
- 对非侵入性PVR波形信号的深度学习分析为AAA诊断提供了一种可行的,具有成本效益的方法.
- 这种方法有可能促进可访问的AAA选.
- 经营者不可知,护理点PVR分析可以显著提高AAA的早期检测和管理.
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