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Interpretable machine learning models for COPD ease of breathing estimation

delete2025-01-14
delete1
PRE
AI
T
Thomas T. Kok
J
John Morales
D
Dirk Deschrijver
D
Dolores Blanco-Almazán
W
Willemijn Groenendaal
D
David Ruttens
C
C. J. P. P. Smeets
V
Vojkan Mihajlović
F
Femke Ongenae
S
Sofie Van Hoecke
DOI:10.1007/s11517-025-03285-2delete
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摘要

摘要

En 中文
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是全球主要的死亡原因之一,并且显著降低了生活质量。研究表明,利用远程监测能够改善生活质量并减少急性加重,但这仍是一个持续研究的领域。我们介绍了一种用于估算COPD患者呼吸难度变化的新方法,该方法利用通过可穿戴设备收集的阻塞性呼吸数据。记录的生理信号包括呼吸气流、加速度、音频和生物阻抗。通过比较患者特定的测量数据,该方法实现了非侵入性的远程监测。我们分析了信号选择、窗口参数、特征工程和分类模型对预测性能的影响,发现加速度信号最为有效,辅以音频信号。最佳模型的F1得分为0.83。为促进临床应用,我们通过设计新颖的显著性图方法来融入可解释性,以突出信号的重要方面。我们将局部可解释技术应用于时间序列,并引入了一种针对周期性信号的新型插补方法,提高了对数据的忠实度和可解释性。
Keyword:
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD)
Respiratory monitoring
Interpretability
Machine learning
Time series classification

期刊

M
Medical and Biological Engineering and Computing
IF:
2.6
论文数:
311
被引数:
7.7K

机构

U
Univ Ghent
学者数:
1.7K
论文数: 853
被引数: 279
Z
ziekenhuis oost limburg
学者数:
26
论文数: 16
被引数: 6
I
imec netherlands
学者数:
19
论文数: 2
被引数: 1
U
Univ Politecn Cataluna
学者数:
341
论文数: 195
被引数: 93
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