Digitala Vetenskapliga Arkivet

Driftstörningar
Det förekommer återkommande driftstörningar på några av sök-portalerna på grund av hög belastning. Vi arbetar på att lösa problemet, ni kan tillfälligt mötas av ett felmeddelande.
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Prediction of Atrial Fibrillation using electrocardiograms from the Saitama Heart Database: A Machine Learning Approach
Malmö universitet, Fakulteten för teknik och samhälle (TS).
2026 (Engelska)Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
Abstract [en]

Atrial fibrillation (AF) is the most common sustained cardiac arrhythmia worldwide, signifi-cantly raising the risk of stroke, heart failure, and mortality. Early identification is crucial,yet paroxysmal AF, which occurs in brief, often asymptomatic episodes frequently goesundetected during routine clinical visits, as standard short ECGs are unlikely to capture anintermittent arrhythmia. This creates a dangerous diagnostic gap: patients may suffer anAF-related stroke before the underlying condition is ever identified.This thesis proposes a machine learning pipeline for predicting Paroxysmal AtrialFibrillation (PAF) risk from normal sinus rhythm ECG, without requiring the observationof any AF episode. Using the Saitama Heart Database of Atrial Fibrillation (SHDB-AF), a publicly available Japanese Holter ECG database with beat-level manual rhythmannotations, we extract time-domain, frequency-domain, and nonlinear heart rate variability(HRV) features from 10-minute AF-free windows using the Python NeuroKit2 library. ARandom Forest classifier with recursive feature elimination (RFECV) and patient-levelmajority voting is trained to distinguish PAF patients from non-AF patients based solely ontheir normal-rhythm HRV profile.All evaluations are performed under Leave-One-Subject-Out cross-validation to ensurethat reported results reflect genuine generalisation to unseen patients. The final modelachieves a patient-level AUC of 0.911, a macro F1-score of 0.90, a PAF sensitivity of 95%,and a specificity of 85% across 40 patients (20 PAF, 20 non-AF). Nonlinear HRV features,particularly DFA alpha1, the Cardiac Sympathetic Index (CSI), and the SD1/SD2 ratioemerge as the most discriminative predictors, consistent with the hypothesis that PAFpatients exhibit chronic autonomic dysregulation detectable during sinus rhythm.The proposed clinical workflow, a short ECG at the point of care, accompanied byalgorithmic risk stratification, followed by selective referral for extended Holter monitoringhas the potential to substantially improve PAF detection rates before the condition manifestsas stroke, offering a practical and interpretable complement to existing deep learningapproaches for AF management.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2026. , s. 37
Nyckelord [en]
Machine Learning, Atrial Fibrillation, Random Forest, LOSO, ECG, GroupKFold, HRV, prediction
Nationell ämneskategori
Medicin och hälsovetenskap Kardiologi och kardiovaskulära sjukdomar
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:mau:diva-86974OAI: oai:DiVA.org:mau-86974DiVA, id: diva2:2084675
Utbildningsprogram
TS Computer Science: Applied Data Science
Handledare
Examinatorer
Tillgänglig från: 2026-07-08 Skapad: 2026-07-06 Senast uppdaterad: 2026-07-08Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(314 kB)69 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT02.pdfFilstorlek 314 kBChecksumma SHA-512
e34a2f7b1ed037badf19cac7cfc1e1763408ea1899fc78147d66be9634422b4d8a051716cd9e425f761723e7c75a7d8eaf324e73c9683519c38b123a07db4c6c
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Flaujac, Vérane
Av organisationen
Fakulteten för teknik och samhälle (TS)
Medicin och hälsovetenskapKardiologi och kardiovaskulära sjukdomar

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 69 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 192 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf