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SuPreME: A Supervised Pre-training Framework for Multimodal ECG Representation Learning

Created by
  • Haebom

저자

Mingsheng Cai, Jiuming Jiang, Wenhao Huang, Che Liu, Rossella Arcucci

개요

본 논문은 심혈관 질환 진단 및 모니터링에 필수적인 심전도(ECG) 데이터의 부족 문제를 해결하기 위해, 지도학습 기반의 다중모드 ECG 표현 학습 프레임워크인 SuPreME를 제안합니다. SuPreME는 대규모 언어 모델(LLM)을 이용하여 ECG 보고서에서 구조화된 진단 레이블을 추출하고, 이를 통해 ECG 신호와 텍스트 기반 심장 질환 질의를 결합하여 사전 학습합니다. 이를 통해 추가적인 미세 조정 없이 보이지 않는 질환에 대한 제로샷 분류가 가능하며, 106가지 심장 질환을 다루는 6개의 하위 데이터셋에서 평가한 결과, 최첨단 eSSL보다 4.98% 향상된 77.20%의 제로샷 AUC 성능을 달성했습니다.

시사점, 한계점

시사점:
LLM을 활용하여 ECG 보고서에서 구조화된 진단 레이블을 효율적으로 추출하는 새로운 방법 제시.
제로샷 학습을 통해 추가적인 미세 조정 없이 다양한 심장 질환 분류 가능.
기존 eSSL 방법보다 우수한 성능 달성 (4.98% AUC 향상).
임상적으로 관련성 있는 지식을 활용하여 고품질 ECG 표현 학습 가능성 제시.
한계점:
LLM의 성능에 의존적일 수 있음. LLM의 오류가 SuPreME의 성능에 영향을 미칠 가능성 존재.
다양한 언어 및 다양한 형식의 ECG 보고서에 대한 일반화 성능 검증 필요.
실제 임상 환경에서의 성능 검증 및 신뢰성 평가 추가 필요.
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