深度学习模型用于12导联ECG分类中的特征分析与可解释性研究

深度学习在心电图自动诊断解释性研究 ——基于Explainable AI的进展综述 一、学术背景与问题提出 心电图(Electrocardiogram, ECG)作为临床诊断心脏疾病的重要生理信号采集手段,至今已有百年历史。近年来,随着人工智能(Artificial Intelligence, AI)和深度学习(Deep Neural Networks, DNNs)技术的快速发展,基于数据驱动的自动诊断算法在心电图领域获得了卓越的性能,尤其在心律失常等复杂异常识别上显著优于传统方法。深度学习模型通过自动学习和提取信号特征,极大地推动了心电图自动解读和辅助诊断系统的进步。 然而,这类黑箱性质的算法在实际临床应用中的推广仍然受限,最核心障碍之一正是缺乏可解释性(Explainability)。尽...

MASA-TCN:多锚点空间感知时序卷积神经网络用于连续与离散脑电情感识别

EEG 情感识别领域的新突破:MASA-TCN统一模型的提出与实验分析 学术背景与研究动机 人类情感识别(Emotion Recognition)一直是神经科学、人工智能以及人机交互领域的热点研究方向。通过对个体情绪状态的自动识别,可以服务于心理健康管理、智能辅助系统、以及更自然的人机互动,为抑郁、焦虑、孤独症谱系障碍等精神疾病患者提供有效干预与监测。然而,情感识别技术的发展主要集中在基于语音、面部表情等外部表现的信号,尽管这些信号易于采集,但极易受到被试主观控制或掩盖,缺乏对大脑真实情感状态的精准捕捉。 相比之下,脑电图(Electroencephalogram, EEG)作为一种非侵入、低成本、高时序分辨率的脑成像工具,能够直接反映大脑内在的情感神经活动,因此在情感识别领域具有独特优势。...

用于失衡心电图分类的样本生成和增强注意力模块的深度表示学习

深度表示学习在失衡心电图分类中的创新应用 —— 《Deep Representation Learning with Sample Generation and Augmented Attention Module for Imbalanced ECG Classification》学术新闻报道 一、学术背景与研究动因 心脏健康监测在现代医疗保健领域中占据着至关重要的地位,尤其是在远程健康监护(Remote Health Monitoring)和物联网(IoT)技术快速发展的背景下,心电图(Electrocardiogram, ECG)作为心脏电活动的记录工具,始终是医生诊断心率失常(Arrhythmia)等心血管疾病的重要依据。心律失常凭借其发病率高、危险性大,成为心血管疾病致死的主要原因...

慢性疾病预防的多类别反事实解释估算与一致性评估

一、学术背景与研究动机 近年来,人工智能(Artificial Intelligence, AI)在医疗健康领域取得了巨大进展。从最初的辅助诊断、风险预测到个性化干预方案的推荐,AI已成为改善医疗服务质量和效率的重要工具。然而,AI在临床实际应用中仍面临诸多挑战,最突出的问题之一是模型的可解释性(Explainability)与可信度(Trustworthiness)。当AI系统被用于临床决策支持(Clinical Decision Support Systems, CDSS)时,医务人员和患者都迫切希望能“看懂”AI如何做出推断,以及这些推断是否符合现有医学知识而不是黑盒输出。缺乏透明度不仅限制了AI工具的推广,也影响了医生的信任与接受度,进而影响到患者的安全和健康结果。 为弥补这一缺陷,...

基于音频视觉Transformer的孤独症儿童多模态互动风格识别及其在FOS-R-III量表上的应用

一、背景介绍:自闭症儿童行为监测的临床困境与科技前景 自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder, ASD,自闭症)是一种伴随终生的神经发育性障碍。近年来,美国自闭症发病率快速攀升,根据现有流行病学数据,平均每36名儿童中就有一例自闭症患儿。自闭症主要表现为与他人的沟通和社会交往困难、兴趣和活动受限,以及重复刻板行为。上述核心症状直接影响患儿在家庭、学校和社会中的日常活动与社会功能。此外,与自闭症相关的“挑战性行为”(Challenging Behaviors, CBs),包括自伤、攻击和干扰性行为,具有重要的临床关注价值。这些行为不仅加剧了患儿的社交障碍,还带来了严重的健康风险,甚至危及自身或他人的安全。 目前,对于自闭症儿童的行为监测多依赖临床评估,由专业人员在医院...

基于空间感知Transformer-GRU的3D OCT图像青光眼增强诊断框架

一、学术背景——青光眼早筛亟需创新诊断工具 青光眼是全球范围内导致不可逆性失明的主要疾病之一。据[31]等研究表明,青光眼具有早期症状隐匿、视功能损害不可逆等特点,因此早期发现和干预至关重要。目前,光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography,简称OCT)作为一种三维(3D)无创高分辨率影像技术,在眼科诊断领域发挥着日益重要的作用,能够直观展现眼部解剖的结构性变化,并帮助医生实现对视网膜神经纤维层(Retinal Nerve Fiber Layer,RNFL)等关键区域的精确评估[13]。 然而,传统青光眼OCT辅助诊断方法往往依赖于二维(2D)B扫描的分析,重点关注视神经乳头(Optic Nerve Head,ONH)中央切片。这种局部信息虽有助于检测结构性损...