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An system for detecting probable cardiac disease using ECG data

Research Project

Project/Area Number 20K04999
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 25020:Safety engineering-related
Research InstitutionMuroran Institute of Technology

Principal Investigator

Okada Yoshifumi  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00443177)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords心電図 / 心疾患 / 識別モデル / 畳み込みオートエンコーダー / 畳み込みニューラルネットワーク / サポートベクトルマシン / ビート / 畳み込みオートエンコーダ / k-NN法 / 識別 / 深層学習
Outline of Research at the Start

心電図検査は、循環器科に限らず様々な医療現場で行われており、心電図を利用する人間が必ずしも専門の医療従事者とは限らない。本研究の目的は、心電図の専門家・非専門家にかかわらず、迅速かつ適切な心電図診断をサポートするため、多種類の心疾患から疑わしい心疾患を高精度で自動推定するシステムを開発することである。本研究課題では、以前申請者らが開発した畳み込みオートエンコーダに基づく心疾患識別モデルをコア技術として心疾患の自動識別システムを構築し、様々な心疾患の心電図データに適用することでその有用性を明らかにしていく。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to develop a system that enabled the identification of suspicious cardiac diseases using ECG data. In this study, 14 different cardiac diseases were categorized into two cases, "cardiac diseases with observed beats" and "cardiac diseases with unclear beats," and for each case classification model was constructed. The experimental results to evaluate the model performances using test ECG data showed that the classification accuracies were much higher than that of existing studies for all cardiac diseases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

既存研究では、限定された心疾患の識別(例えば、心筋梗塞か否かの識別)に焦点が当てられていた。一方、本研究は多種類の心疾患を対象とした識別を可能にした点で既存研究と比較して優位性を有している。本研究で開発した技術は、医療現場のスタッフが心電図を用いて疑わしい心疾患を迅速に特定するための有効な支援ツールとなりえる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] End-to-End Convolutional Neural Network Model to Detect and Localize Myocardial Infarction Using 12-Lead ECG Images without Preprocessing2022

    • Author(s)
      Ryunosuke Uchiyama, Yoshifumi Okada, Ryuya Kakizaki and Sekito Tomioka
    • Journal Title

      Bioengineering-Basel

      Volume: 9 Issue: 9 Pages: 430-430

    • DOI

      10.3390/bioengineering9090430

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Missing Value Imputation Method for Multiclass Matrix Data Based on Closed Itemset2022

    • Author(s)
      Tada Mayu、Suzuki Natsumi、Okada Yoshifumi
    • Journal Title

      Entropy

      Volume: 24 Issue: 2 Pages: 286-286

    • DOI

      10.3390/e24020286

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Convolutional Autoencoderを用いた心電図のビート画像による心筋梗塞の識別及び梗塞部位の特定2023

    • Author(s)
      蠣崎 龍也、内山 竜之介、富岡 碩人、石丸 桃子、岡田 吉史
    • Organizer
      第18回日本感性工学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 心電図データにおける正常/異常ビートの自動抽出2022

    • Author(s)
      富岡 碩人, 内山竜之介, 岡田 吉史
    • Organizer
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] CIimpute: 飽和集合を用いた多クラス行列データの欠損値補完2022

    • Author(s)
      多田真悠,岡田吉史
    • Organizer
      第24回日本感性工学会大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 音声を用いたうつ病識別のためのGraph Convolutional Neural Networkモデルの構築2022

    • Author(s)
      石丸桃子,堀口凌, 岡田吉史
    • Organizer
      第24回日本感性工学会大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 心電図におけるR波の出現間隔に基づく不整脈の識別2021

    • Author(s)
      藤澤胡桃,内山竜之介,岡田吉史
    • Organizer
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2021
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 基本波形の視認が困難な心電図における心疾患の識別2021

    • Author(s)
      井口遥,内山竜之介,岡田吉史
    • Organizer
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2021
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 心電図データにおける正常/異常な基本波形の検出に関する研究2021

    • Author(s)
      富岡碩人,内山竜之介,岡田吉史
    • Organizer
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2021
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Convolutional Autoencoderを用いた多種類の心疾患の識別2021

    • Author(s)
      内山竜之介,富岡碩人,岡田吉史
    • Organizer
      生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2021
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Convolutional Autoencoderに基づくうつ病の重症度識別2021

    • Author(s)
      石丸桃子,山内雅賀,岡田吉史
    • Organizer
      第16回日本感性工学会春季大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Convolutional Autoencoderを用いた心電図データからのビート抽出2020

    • Author(s)
      富永健太,金憂大,岡田吉史
    • Organizer
      日本感性工学会 生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2020
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 心電図データからの頻出パタン抽出におけるパラメータ設定に関する研究2020

    • Author(s)
      森塚舜太,金憂大,岡田吉史
    • Organizer
      日本感性工学会 生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2020
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Convolutional Autoencoderを用いたうつ病の重症度識別2020

    • Author(s)
      石丸桃子,山内雅賀,岡田吉史
    • Organizer
      日本感性工学会 生命ソフトウェア・感性工房・而立の会 合同シンポジウム2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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