The classification of sleep stages plays a crucial role in understanding and diagnosing sleep pathophysiology. Sleep stage scoring relies heavily on visual inspection by an expert that is time consuming and subjective procedure. Recently, deep learning neural network approaches have been leveraged to develop a generalized automated sleep staging and account for shifts in distributions that may be caused by inherent inter/intra-subject variability, heterogeneity across datasets, and different recording environments. However, these networks ignore the connections among brain regions, and disregard the sequential connections between temporally adjacent sleep epochs. To address these issues, this work proposes an adaptive product graph learning-based graph convolutional network, named ProductGraphSleepNet, for learning joint spatio-temporal graphs along with a bidirectional gated recurrent unit and a modified graph attention network to capture the attentive dynamics of sleep stage transitions. Evaluation on two public databases: the Montreal Archive of Sleep Studies (MASS) SS3; and the SleepEDF, which contain full night polysomnography recordings of 62 and 20 healthy subjects, respectively, demonstrates performance comparable to the state-of-the-art (Accuracy: 0.867;0.838, F1-score: 0.818;0.774 and Kappa: 0.802;0.775, on each database respectively). More importantly, the proposed network makes it possible for clinicians to comprehend and interpret the learned connectivity graphs for sleep stages.
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目的:确定逼真,但是电磁图的计算上有效模型可用于预先列车,具有广泛的形态和特定于给定条件的形态和异常 - T波段(TWA)由于创伤后应激障碍,或重点 - 在稀有人的小型数据库上显着提高了性能。方法:使用先前经过验证的人工ECG模型,我们生成了180,000人的人工ECG,有或没有重要的TWA,具有不同的心率,呼吸率,TWA幅度和ECG形态。在70,000名患者中培训的DNN进行分类为25种不同的节奏,将输出层修改为二进制类(TWA或NO-TWA,或等效,PTSD或NO-PTSD),并对人工ECG进行转移学习。在最终转移学习步骤中,DNN在ECG的培训和交叉验证,从12个PTE和24个控件,用于使用三个数据库的所有组合。主要结果:通过进行转移学习步骤,使用预先培训的心律失常DNN,人工数据和真实的PTSD相关的心电图数据,发现了最佳性能的方法(AUROC = 0.77,精度= 0.72,F1-SCATE = 0.64) 。从训练中删除人工数据导致性能的最大下降。从培训中取出心律失常数据提供了适度但重要的,表现下降。最终模型在人工数据上显示出在性能下没有显着下降,表明没有过度拟合。意义:在医疗保健中,通常只有一小部分高质量数据和标签,或更大的数据库,质量较低(和较差的相关)标签。这里呈现的范式,涉及基于模型的性能提升,通过在大型现实人工数据库和部分相关的真实数据库上传输学习来提供解决方案。
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心脏听诊是用于检测和识别许多心脏病的最具成本效益的技术之一。基于Auscultation的计算机辅助决策系统可以支持他们的决定中的医生。遗憾的是,在临床试验中的应用仍然很小,因为它们中的大多数仅旨在检测音盲局部信号中的额外或异常波的存在,即,仅提供二进制地面真理变量(普通VS异常)。这主要是由于缺乏大型公共数据集,其中存在对这种异常波(例如,心脏杂音)的更详细描述。为基于听诊的医疗建议系统铺平了更有效的研究,我们的团队准备了目前最大的儿科心声数据集。从1568名患者的四个主要听诊位置收集了5282个录音,在此过程中,手动注释了215780人的心声。此外,并且首次通过专家注释器根据其定时,形状,俯仰,分级和质量来手动注释每个心脏杂音。此外,鉴定了杂音的听诊位置以及杂音更集中检测到杂音的位置位置。对于相对大量的心脏声音的这种详细描述可以为新机器学习算法铺平道路,该算法具有真实世界的应用,用于检测和分析诊断目的的杂波。
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部分微分方程(PDE)参见在科学和工程中的广泛使用,以将物理过程的模拟描述为标量和向量场随着时间的推移相互作用和协调。由于其标准解决方案方法的计算昂贵性质,神经PDE代理已成为加速这些模拟的积极研究主题。但是,当前的方法并未明确考虑不同字段及其内部组件之间的关系,这些关系通常是相关的。查看此类相关场的时间演变通过多活动场的镜头,使我们能够克服这些局限性。多胎场由标量,矢量以及高阶组成部分组成,例如双分数和三分分射线。 Clifford代数可以描述它们的代数特性,例如乘法,加法和其他算术操作。据我们所知,本文介绍了此类多人表示的首次使用以及Clifford的卷积和Clifford Fourier在深度学习的背景下的转换。由此产生的Clifford神经层普遍适用,并将在流体动力学,天气预报和一般物理系统的建模领域中直接使用。我们通过经验评估克利福德神经层的好处,通过在二维Navier-Stokes和天气建模任务以及三维Maxwell方程式上取代其Clifford对应物中常见的神经PDE代理中的卷积和傅立叶操作。克利福德神经层始终提高测试神经PDE代理的概括能力。
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预测系统,特别是机器学习算法,可以对我们的日常生活做出重要的,有时甚至具有法律约束力的决定。但是,在大多数情况下,这些系统和决策既没有受到监管也不经过认证。鉴于这些算法可能造成的潜在伤害,因此公平,问责制和透明度(FAT)等质量至关重要。为了确保高质量,公平,透明和可靠的预测系统,我们开发了一个名为Fat Forensics的开源Python软件包。它可以检查预测算法的重要公平,问责制和透明度方面,以自动并客观地将其报告给此类系统的工程师和用户。我们的工具箱可以评估预测管道的所有元素:数据(及其功能),模型和预测。根据BSD 3范围的开源许可发布,Fat Forensics供个人和商业用法开放。
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Algorithms with predictions is a recent framework that has been used to overcome pessimistic worst-case bounds in incomplete information settings. In the context of scheduling, very recent work has leveraged machine-learned predictions to design algorithms that achieve improved approximation ratios in settings where the processing times of the jobs are initially unknown. In this paper, we study the speed-robust scheduling problem where the speeds of the machines, instead of the processing times of the jobs, are unknown and augment this problem with predictions. Our main result is an algorithm that achieves a $\min\{\eta^2(1+\alpha), (2 + 2/\alpha)\}$ approximation, for any $\alpha \in (0,1)$, where $\eta \geq 1$ is the prediction error. When the predictions are accurate, this approximation outperforms the best known approximation for speed-robust scheduling without predictions of $2-1/m$, where $m$ is the number of machines, while simultaneously maintaining a worst-case approximation of $2 + 2/\alpha$ even when the predictions are arbitrarily wrong. In addition, we obtain improved approximations for three special cases: equal job sizes, infinitesimal job sizes, and binary machine speeds. We also complement our algorithmic results with lower bounds. Finally, we empirically evaluate our algorithm against existing algorithms for speed-robust scheduling.
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