心臓安定性理論：スマートフォンPPGによる継続的な心臓健康モニタリングのための公理的に基礎づけられた枠組み
arXiv cs.LG / 2026/4/28
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要点
- 本論文では、心臓のダイナミカル・アトラクタ周りの安定性マージンとして心血管の健康を定義する「Cardiac Stability Theory（CST）」を、公理に基づいて提案する。
- そこから導かれる「Cardiac Stability Index（CSI）」は、最大リャプノフ指数、再帰性決定性、信号エントロピーを時差埋め込みで統合し、[0,1]のスコアとして算出する。
- ECGベースのモデル（CSISurrogateV2、CNN-Transformer）はPTB-XLで高い性能を示し、さらにComplementary Domain Transfer（CDT）によりスマートフォンPPGへ拡張し、モバイルでの低遅延を目指している。
- スマートフォン向けモデル（TinyCSINet）は複数データセットで検証され、ECGとPPGの間で心臓安定性が相関していることを示し、心房細動と洞調律の識別（AUROC 0.89）にも言及している。
- さらに、人口の年齢規範に基づく縦断的安定性指標「HeartSpan」を導入し、長寿や心臓リスク層別化のための非侵襲・継続モニタリングを可能にすることを狙っている。
