{rfName}
Ac

Licencia y uso

Icono OpenAccess

Altmetrics

Investigadores/as Institucionales

Melgarejo-Meseguerb, Francisco ManuelAutor o CoautorRojo-Alvarez, Jose LuisAutor o Coautor

Compartir

14 de octubre de 2025
Publicaciones
>
Artículo

Active learning in latent spaces for long-term ECG monitoring: Morphology and rhythm analysis

Publicado en: Biomedical Signal Processing and Control. 112 108622- - 2026-09-12 112(), DOI: 10.1016/j.bspc.2025.108622

Autores:

Holgado-Cuadrado, R; Plaza-Seco, C; Melgarejo-Meseguerb, FM; Rojo-Alvarez, JL; Blanco-Velasco, M
[+]

Afiliaciones

Alcala Univ, Dept Signal Theory & Commun, Madrid 28805, Spain - Autor o Coautor
Rey Juan Carlos Univ, Dept Signal Theory & Commun & Telematic Syst & Co, Madrid, Spain - Autor o Coautor

Resumen

Electrocardiogram (ECG) processing systems based on deep learning offer potential for advanced cardiac analysis. However, these systems often encounter significant challenges, such as the scarcity of labeled data, which affects their performance, reliability, and integration into clinical practice. This study aims to address these challenges by proposing an Active Learning (AL) methodology to optimize data labeling, reducing annotation effort while improving model performance. We evaluate the AL approach across three distinct applications: (1) sinus rhythm beat classification using synthetic data; (2) clinical severity of noise classification with a long-term ECG monitoring repository acquired under real conditions; and (3) cardiac wave delineation using a gold-standard dataset with expert annotations from the publicly available PhysioNet QT Database (QTDB) and the Lobachevsky University ECG Database (LUDB). In each classification task, our proposed AL framework integrates a neural network based on an autoencoder that generates a visualizable latent space for explainability into the decision-making process. The system iteratively selects the most informative instances using a margin sampling strategy in the latent space and incorporates them into the training process to refine performance. Results demonstrate that the AL approach consistently outperforms random sample selection in precision, recall, and F1-score. Additionally, ECG in-line analysis shows that models trained with the AL strategy outperform those from previous studies, even when trained on smaller subsets of the experimental datasets. This approach can reduce the labeling workload of clinicians, helping to efficiently increase labeled data, improve model performance, foster confidence in decision support systems, and advance ECG analysis applications.
[+]

Palabras clave

Active learning (al)Deep learning (dl)Electrocardiogram (ecg)

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Biomedical Signal Processing and Control debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2026, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Signal Processing.

[+]

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-04:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 9 (PlumX).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: http://hdl.handle.net/10017/66134
[+]

Objetivos del proyecto

Los objetivos perseguidos en esta aportación se centran en mejorar el análisis avanzado del electrocardiograma (ECG) mediante aprendizaje activo en espacios latentes. Se busca: analizar la eficacia de una metodología de Active Learning (AL) para optimizar el etiquetado de datos y reducir el esfuerzo de anotación; evaluar el desempeño del enfoque AL en la clasificación de latidos de ritmo sinusal con datos sintéticos; determinar la capacidad para clasificar la severidad clínica del ruido en registros ECG de larga duración bajo condiciones reales; caracterizar la delineación de ondas cardíacas utilizando bases de datos estándar con anotaciones expertas; y validar que el sistema basado en autoencoders y muestreo por margen mejora la precisión, recall y F1-score frente a selecciones aleatorias, facilitando la integración clínica y la confianza en sistemas de soporte a la decisión.
[+]

Resultados más relevantes

Los resultados más relevantes del estudio evidencian la eficacia del método de aprendizaje activo (AL) propuesto para el análisis de ECG a largo plazo. En primer lugar, la clasificación de latidos en ritmo sinusal con datos sintéticos mostró mejoras significativas en precisión, recall y F1-score respecto a la selección aleatoria de muestras. En segundo lugar, la clasificación clínica de la severidad del ruido en un repositorio de ECG bajo condiciones reales confirmó la superioridad del enfoque AL. En tercer lugar, la delineación de ondas cardíacas utilizando bases de datos estándar (QTDB y LUDB) demostró que el sistema basado en autoencoders y muestreo por margen optimiza el rendimiento con menos datos etiquetados, reduciendo la carga de anotación y superando modelos previos.
[+]

Reconocimientos ligados al ítem

This work has been partially supported by the research project grants PRE FPU-UAH-21 and PRE FPI-UAH-23 from the University of Alcala, Spain, as well as FPI-CAM-23 from the Comunidad de Madrid, Spain. Additionally, it has received funding from the grants PID2022-140786NB-C32 and PID2023-152331OA-I00, provided by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 through the Spanish Ministry of Science and Innovation, Spain.
[+]