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
窦白梦完成签到,获得积分10
刚刚
搜集达人应助mirror采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
大个应助缥缈的映萱采纳,获得10
1秒前
开心的兔子完成签到,获得积分10
2秒前
KK完成签到,获得积分10
2秒前
吐泡泡应助追风少年采纳,获得10
2秒前
布洛芬完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
初景发布了新的文献求助10
3秒前
zfd完成签到,获得积分10
3秒前
Sandy完成签到,获得积分10
3秒前
lll完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Lucky完成签到,获得积分20
4秒前
无辜的夏兰完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
852应助敏感的碧彤采纳,获得10
5秒前
sakiecon完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
11完成签到,获得积分10
6秒前
王小迪发布了新的文献求助10
6秒前
DAYDAY发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.2应助SevenKing采纳,获得10
6秒前
aran完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
田様应助怡然的怀莲采纳,获得10
7秒前
Lucas应助初见采纳,获得10
7秒前
爆米花应助Xuan采纳,获得10
8秒前
无厘头完成签到 ,获得积分10
8秒前
hjabao完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
于歌发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
小马甲应助超帅的开山采纳,获得10
9秒前
10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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
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 7067549
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8728613
关于积分的说明 18471943
捐赠科研通 6598801
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3126390
关于科研通互助平台的介绍 2222600
邀请新用户注册赠送积分活动 2101888