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Grant support

The authors acknowledge the Grants TED2021-129774B-C21, TED2021-129774B-C22, and PLEC2022-009235, funded by the Ministry of Science and Innovation (MCIN/AEI/10.13039/501100011033) and by the European Union "NextGenerationEU"/PRTR: the first one to A.B-N and N.G, and the next two to E.L-P. S.L.C acknowledges the Grant PID2023-147790OB-I00 funded by MCIU/AEI/10.13039/50110001103 3/FEDER, UE. The authors also acknowledge the Grant PEJ-2019-TL/BMD-12831 from Comunidad de Madrid to E.L-P and to M.V-O, and a Juan de la Cierva Incorporacion Grant (IJCI-2016-27698) to M.V-O. The CNIC is supported by the Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) , the Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades (MICIU) , and the Pro CNIC Foundation, and is a Severo Ochoa Center of Excellence (Grant CEX2020-001041-S funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033) .

Análisis de autorías institucional

Bell-Navas, AndresAutor (correspondencia)Garicano-Mena, JesusAutor o CoautorLe Clainche, SoledadAutor o Coautor

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Artículo

Automatic Cardiac Pathology Recognition in Echocardiography Images using Higher Order Dynamic Mode Decomposition and a Vision Transformer for Small Datasets

Publicado en:Expert Systems With Applications. 264 125849- - 2025-03-10 264(), DOI: 10.1016/j.eswa.2024.125849

Autores: Bell-Navas, A; Groun, N; Villalba-Orero, M; Lara-Pezzi, E; Garicano-Mena, J; Le Clainche, S

Afiliaciones

Ctr Computat Simulat CCS, Boadilla Del Monte 28660, Spain - Autor o Coautor
Ctr Nacl Invest Cardiovasc CNIC, C Melchor Fernandez Almagro 3, Madrid 28029, Spain - Autor o Coautor
Univ Complutense Madrid, Fac Vet, Dept Med & Cirugia Anim, Ave Puerta Hierro, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, ETSI Aeronaut & Espacio, Pl Cardenal Cisneros 3, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, ETSI Telecomunicac, Ave Complutense 30, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

Heart diseases are the main international cause of human defunction. According to the WHO, nearly 18 million people decease each year because of heart diseases. Also considering the increase of medical data, much pressure is put on the health industry to develop systems for early and accurate heart disease recognition. In this work, an automatic cardiac pathology recognition system based on a novel deep learning framework is proposed, which analyses in real-time echocardiography video sequences. The system works in two stages. The first one transforms the data included in a database of echocardiography sequences into a machine learning- compatible collection of annotated images which can be used in the training phase of any kind of machine learning-based framework, including deep learning. This includes the use of the Higher Order Dynamic Mode Decomposition (HODMD) algorithm, for the first time to the authors' knowledge, for both data augmentation and feature extraction in the medical field. The second stage is focused on building and training a Vision Transformer (ViT), barely explored in the related literature. The ViT is adapted for an effective training from scratch, even with small datasets. The designed neural network analyses images from an echocardiography sequence to predict the heart state. The results obtained show the efficacy of the HODMD algorithm and the superiority of the proposed system, even outperforming pretrained Convolutional Neural Networks (CNNs), which are so far the method of choice in the literature.

Palabras clave

Cardiac pathology recognitionDeep learningEchocardiography imagingHigher order dynamic mode decompositionVision transformerVision transformers

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Expert Systems With Applications debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 24/197, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Computer Science, Artificial Intelligence.

2025-06-15:

  • Scopus: 3

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 2025-06-15:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 10.
  • 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: 10 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 14.
  • El número de menciones en medios de comunicación: 2 (Altmetric).

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (BELL NAVAS, ANDRES) y Último Autor (LE CLAINCHE MARTINEZ, SOLEDAD).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido BELL NAVAS, ANDRES.