RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Прикладная математика // Архив

Вестник ТвГУ. Серия: Прикладная математика, 2025, выпуск 4, страницы 43–80 (Mi vtpmk757)

Искусственный интеллект и машинное обучение

Мультимодальная объяснимость для ОРИТ-сигналов (VTaC): метрические и асимптотические результаты

Ю. В. Трофимовab, А. Н. Аверкинcb, Е. М. Кузнецовb, А. П. Еремеевd, А. В. Нечаевскийab

a ЛИТ им. М.Г. Мещерякова ОИЯИ, г. Дубна
b Государственный университет «Дубна», г. Дубна, Московская обл.
c ФИЦ «Информатика и управление» РАН, г. Москва
d НИУ «МЭИ», г. Москва

Аннотация: В работе представлена первая математически строгая система мультимодальной объяснимости для трёхканальных физиологических сигналов (электрокардиограммы (ЭКГ), фотоплетизмограммы (ФПГ), инвазивного артериального давления (ИАД)) в задаче классификации истинных и ложных тревог желудочковой тахикардии (ЖТ) в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ). Введена новая метрика согласованности объяснений Coherence на основе временных атрибуций Integrated Gradients между модальностями с теоретическим обоснованием её связи с устойчивостью локальных суррогатов. Разработанная архитектура ResNetFusionClassifier с механизмом адаптивного внимания обеспечивает специализированную обработку каждой модальности с последующим интеллектуальным слиянием признаков. Экспериментальная валидация на расширенном датасете VTaC (1,247 эпизодов от 982 пациентов) [clifford2016false] продемонстрировала Accuracy 0.873, F1-score 0.873, AUC-ROC 0.926 с статистически значимым различием метрики Coherence между истинными и ложными тревогами ($p < 0.001$). Практическое применение системы детекции продемонстрировало высокую полноту выявления критических случаев (Recall = 0.878) при существенном снижении количества ложных тревог, что подтверждает клиническую применимость разработанного подхода для решения проблемы «усталости от тревог» в ОРИТ.

Ключевые слова: мультимодальная объяснимость, желудочковая тахикардия, взаимная информация, значения Шепли, физиологические сигналы, объяснительный искусственный интеллект.

УДК: 004.032.26, 519.6, 51-76

Поступила в редакцию: 31.10.2025
Исправленный вариант: 12.11.2025
Принята в печать: 08.12.2025

DOI: 10.26456/vtpmk757



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2026