A 13.34 μW Event-Driven Patient-Specific ANN Cardiac Arrhythmia Classifier for Wearable ECG Sensors

人工神经网络 计算机科学 人工智能 乘数(经济学) 可穿戴计算机 现场可编程门阵列 分类器(UML) 可穿戴技术 心律失常 模式识别(心理学) 计算机硬件 嵌入式系统 经济 宏观经济学 医学 心脏病学 心房颤动
作者
Yang Zhao,Zhongxia Shang,Yong Lian
出处
期刊:IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:14 (2): 186-197 被引量:85
标识
DOI:10.1109/tbcas.2019.2954479
摘要

Artificial neural network (ANN) and its variants are favored algorithm in designing cardiac arrhythmia classifier (CAC) for its high accuracy. However, the implementation of ultralow power ANN-CAC is challenging due to the intensive computations. Moreover, the imbalanced MIT-BIH database limits the ANN-CAC performance. Several novel techniques are proposed to address the challenges in the low power implementation. Firstly, continuous-in-time discrete-in-amplitude (CTDA) signal flow is adopted to reduce the multiplication operations. Secondly, conditional grouping scheme (CGS) in combination with biased training (BT) is proposed to handle the imbalanced training samples for better training convergency and evaluation accuracy. Thirdly, arithmetic unit sharing with customized high-performance multiplier improves the power efficiency. Verified in FPGA and synthesized in 0.18 μm CMOS process, the proposed CTDA ANN-CAC can classify an arrhythmia within 252 μs at 25 MHz clock frequency with average power of 13.34 μW for 75bpm heart rate. Evaluated on MIT-BIH database, it shows over 98% classification accuracy, 97% sensitivity, and 94% positive predictivity.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
快乐士晋发布了新的文献求助30
刚刚
刚刚
adam完成签到,获得积分10
1秒前
我我我完成签到,获得积分10
1秒前
zzzz完成签到,获得积分20
3秒前
痴情的寒云完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
江台风完成签到,获得积分10
4秒前
wsq0125发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
wgxg发布了新的文献求助10
7秒前
adam发布了新的文献求助10
7秒前
鄂闽工贸发布了新的文献求助10
8秒前
略微妙蛙完成签到 ,获得积分10
9秒前
科研通AI6.2应助悠哉soaring采纳,获得10
9秒前
9秒前
昀熠完成签到,获得积分10
9秒前
咔咔发布了新的文献求助10
10秒前
caffeine发布了新的文献求助10
11秒前
悲凉的孤菱应助huhuhuxue1采纳,获得10
11秒前
Due_arrival应助饿哭了塞采纳,获得10
12秒前
快乐士晋完成签到,获得积分20
12秒前
温暖砖头发布了新的文献求助10
12秒前
顺利山柏完成签到 ,获得积分10
12秒前
机灵凛发布了新的文献求助10
13秒前
maguodrgon发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
悠哉soaring完成签到,获得积分10
15秒前
FashionBoy应助CICI采纳,获得10
15秒前
Fine完成签到,获得积分10
15秒前
天天快乐应助无条件采纳,获得10
15秒前
慕青应助wsq0125采纳,获得10
16秒前
16秒前
旧日完成签到 ,获得积分10
16秒前
丘比特应助元谷雪采纳,获得10
17秒前
17秒前
含蓄含烟发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7443224
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9044423
关于积分的说明 19279757
捐赠科研通 7067937
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3238643
关于科研通互助平台的介绍 2402129
邀请新用户注册赠送积分活动 2222704