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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Cho,&#x20;Hyun-Myung</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Han,&#x20;Sungmin</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Seong,&#x20;Joon-Kyung</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Youn,&#x20;Inchan</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-02-13T05:00:21Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-02-13T05:00:21Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2024-02-13</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2024-02</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;148602</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Background&#x20;and&#x20;objective:&#x20;The&#x20;ventilatory&#x20;threshold&#x20;(VT)&#x20;marks&#x20;the&#x20;transition&#x20;from&#x20;aerobic&#x20;to&#x20;anaerobic&#x20;metabolism&#x20;and&#x20;is&#x20;used&#x20;to&#x20;assess&#x20;cardiorespiratory&#x20;endurance.&#x20;A&#x20;conventional&#x20;way&#x20;to&#x20;assess&#x20;VT&#x20;is&#x20;cardiopulmonary&#x20;exercise&#x20;testing,&#x20;which&#x20;requires&#x20;a&#x20;gas&#x20;analyzer.&#x20;Another&#x20;method&#x20;for&#x20;measuring&#x20;VT&#x20;involves&#x20;calculating&#x20;the&#x20;heart&#x20;rate&#x20;variability&#x20;(HRV)&#x20;from&#x20;an&#x20;electrocardiogram&#x20;(ECG)&#x20;by&#x20;computing&#x20;the&#x20;variability&#x20;of&#x20;heartbeats.&#x20;However,&#x20;the&#x20;HRV&#x20;method&#x20;has&#x20;some&#x20;limitations.&#x20;ECGs&#x20;should&#x20;be&#x20;recorded&#x20;for&#x20;at&#x20;least&#x20;5&#x20;minutes&#x20;to&#x20;calculate&#x20;the&#x20;HRV,&#x20;and&#x20;the&#x20;result&#x20;may&#x20;depend&#x20;on&#x20;the&#x20;utilized&#x20;ECG&#x20;preprocessing&#x20;algorithms.&#x20;Methods:&#x20;To&#x20;overcome&#x20;these&#x20;problems,&#x20;we&#x20;developed&#x20;a&#x20;deep&#x20;learning&#x20;-based&#x20;model&#x20;consisting&#x20;of&#x20;long&#x20;short-term&#x20;memory&#x20;(LSTM)&#x20;and&#x20;convolutional&#x20;neural&#x20;network&#x20;(CNN)&#x20;for&#x20;a&#x20;lead&#x20;II&#x20;ECG.&#x20;Variables&#x20;reflecting&#x20;subjects&amp;apos;&#x20;physical&#x20;characteristics,&#x20;as&#x20;well&#x20;as&#x20;ECG&#x20;signals,&#x20;were&#x20;input&#x20;into&#x20;the&#x20;model&#x20;to&#x20;estimate&#x20;VT.&#x20;We&#x20;applied&#x20;joint&#x20;optimization&#x20;to&#x20;the&#x20;CNN&#x20;layers&#x20;to&#x20;generate&#x20;an&#x20;informative&#x20;latent&#x20;space,&#x20;which&#x20;was&#x20;fed&#x20;to&#x20;the&#x20;LSTM&#x20;layers.&#x20;The&#x20;model&#x20;was&#x20;trained&#x20;and&#x20;evaluated&#x20;on&#x20;two&#x20;datasets,&#x20;one&#x20;from&#x20;the&#x20;Bruce&#x20;protocol&#x20;and&#x20;the&#x20;other&#x20;from&#x20;a&#x20;protocol&#x20;including&#x20;multiple&#x20;tasks&#x20;(MT).&#x20;Results:&#x20;Acceptable&#x20;performances&#x20;(mean&#x20;and&#x20;95%&#x20;CI)&#x20;were&#x20;obtained&#x20;on&#x20;the&#x20;datasets&#x20;from&#x20;the&#x20;Bruce&#x20;protocol&#x20;(-0.28[-1.91,&#x20;1.34]&#x20;ml&#x2F;min&#x2F;kg)&#x20;and&#x20;the&#x20;MT&#x20;protocol&#x20;(0.07[-3.14,&#x20;3.28]&#x20;ml&#x2F;min&#x2F;kg)&#x20;regarding&#x20;the&#x20;differences&#x20;between&#x20;the&#x20;predictions&#x20;and&#x20;labels.&#x20;The&#x20;coefficient&#x20;of&#x20;determination,&#x20;Pearson&#x20;correlation&#x20;coefficient,&#x20;and&#x20;root&#x20;mean&#x20;square&#x20;error&#x20;were&#x20;0.84,&#x20;0.93,&#x20;and&#x20;0.868&#x20;for&#x20;the&#x20;Bruce&#x20;protocol&#x20;and&#x20;0.73,&#x20;0.97,&#x20;and&#x20;3.373&#x20;for&#x20;the&#x20;MT&#x20;protocol,&#x20;respectively.&#x20;Conclusions:&#x20;The&#x20;results&#x20;indicated&#x20;that&#x20;it&#x20;is&#x20;possible&#x20;for&#x20;the&#x20;proposed&#x20;model&#x20;to&#x20;simultaneously&#x20;assess&#x20;VT&#x20;with&#x20;the&#x20;inputs&#x20;of&#x20;successive&#x20;ECGs.&#x20;In&#x20;addition,&#x20;from&#x20;ablation&#x20;studies&#x20;concerning&#x20;the&#x20;physical&#x20;variables&#x20;and&#x20;the&#x20;joint&#x20;optimization&#x20;process,&#x20;it&#x20;was&#x20;demonstrated&#x20;that&#x20;their&#x20;use&#x20;could&#x20;boost&#x20;the&#x20;VT&#x20;assessment&#x20;performance&#x20;of&#x20;the&#x20;model.&#x20;The&#x20;proposed&#x20;model&#x20;enables&#x20;dynamic&#x20;VT&#x20;estimation&#x20;with&#x20;ECGs,&#x20;which&#x20;could&#x20;help&#x20;with&#x20;managing&#x20;cardiorespiratory&#x20;fitness&#x20;in&#x20;daily&#x20;life&#x20;and&#x20;cardiovascular&#x20;rehabilitation&#x20;in&#x20;patients.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">Elsevier&#x20;BV</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Deep&#x20;learning-based&#x20;dynamic&#x20;ventilatory&#x20;threshold&#x20;estimation&#x20;from&#x20;electrocardiograms</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">Computer&#x20;Methods&#x20;and&#x20;Programs&#x20;in&#x20;Biomedicine,&#x20;v.244</dcvalue>
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