I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   3 6 ,   No .   2 ,  N o v em b e r   20 24 ,   p p .   8 6 3 ~ 8 7 1   I SS N:  2 502 - 4 7 52 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijee cs .v 3 6 . i 2 . pp 863 - 8 7 1           863     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ee cs . ia esco r e. co m   Neuro ns to  h ea rt bea ts:  spiki ng  ne ura l net wo rks   for   elect ro ca rdio g ra m  pa tt er n recog ni tion       No r  Am a lia   Da y a na   B inti  M o ha m a d No o r 1 ,   Wo ng   Ya n C hiew 1 ,  Z a rina   M o h d No h 1 ,   Ra njit   Sin g h Sa rba n Sin g h 2   1 F a c u l t y   o f   El e c t r o n i c s   a n d   C o m p u t e r   Te c h n o l o g y   a n d   E n g i n e e r i n g   ( F T K E K ) ,   U n i v e r s i t i   T e k n i k a l   M a l a y s i a   M e l a k a   ( U Te M ) ,     M e l a k a ,   M a l a y s i a   2 S c h o o l   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   S u n w a y   U n i v e r si t y ,   S e l a n g o r ,   M a l a y si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   13 ,   2 0 2 3   R ev is ed   J u l   29 ,  2 0 2 4   Acc ep ted   A ug   5 ,   2 0 2 4       Th e   e lec tro c a rd io g ra m   (ECG )  is   o n e   o f  th e   m o st  sig n ifi c a n t  m e th o d s  o f   d iag n o stics   fo r  d e term in i n g   h e a rt  rh y t h m   d iso r d e rs.  F o r  t h is  stu d y ,   ra w   EC G   sig n a ls  fro m   th e   P h y sio   Ba n k   d a tab a se   a re   su b jec ted   to   a n   imp o rtan t  p re - p ro c e ss in g   ste p   th a t  u se s  e m p iri c a l  m o d e   d e c o m p o siti o n   ( EM D)   o n   si g n a l   d e n o isi n g   a n d   d isto rti o n   e l imin a ti o n .  Estab l ish i n g   fu n c ti o n in g   sp i k i n g   n e u ra l   n e two rk s  ( S NN )  in v o l v e s  fig u rin g   o u t  t h e   n e u r o n ’ s  sta te  t h ro u g h   i ts  a c ti v it y   lev e l,   c h a ll e n g i n g   d u e   t o   it s  re se m b lan c e   to   th e   h u m a n   b r a in ’ s  d a ta  p ro c e ss in g ,   y e t  a p p e a li n g   d u e   t o   f a c to rs  li k e   imp ro v e d   u n su p e rv ise d   lea rn in g   m e th o d s,  wit h   ten   p a ra m e ters   c h o se n   fo r  t h e   lea rn in g   a l g o rit h m   o f  S NN .     A  c o m p re h e n si v e   se t  o f  1 5   d iffere n t  ti m e - d o m a in   fe a tu re s   a n d   1 0   Ce p stra l   d o m a in   fe a tu re s  is  p re c ise ly   e x trac ted   to   trai n   th e   S NN   c las sifier.    An   e x ten si v e   stu d y   is   c o n d u c te d   to   a n a ly se   t h e   lea rn in g   p a ra m e ters   th a t  a ffe c t  S NN   p e rfo rm a n c e ,   sig n ifi c a n tl y   in f lu e n c i n g   re su lt   a c c u ra c y .   Th r o u g h   a   two - c las sifica ti o n   p ro c e ss ,   t h e   d iffere n ti a ti o n   b e twe e n   n o rm a l  a n d   a b n o rm a l  ECG   p a tt e rn s  c a n   b e   a c h iev e d   in   th is  st u d y .   A  m a x imu m   tes ti n g   a c c u ra c y   o f  9 1 . 6 6 6 7 %   a n d   a   m a x imu m   train i n g   a c c u ra c y   o f   9 9 . 1 6 6 7 %   h a v e   b e e n   a tt a in e d   b y   th e   p ro c e ss .   Th e se   re su lt s  d e m o n stra te  th e   c o m p e ten c y   o f   th e   sy ste m   in   d ist in g u is h in g   b e twe e n   d isti n c t  ECG   c las se s,  p a rti c u larly     in   i d e n ti f y in g   n o rm a l  a n d   a b n o rm a l  c a rd iac   rh y th m s  t h ro u g h   ECG   c las sifica ti o n .   K ey w o r d s :   B io m ed ical  s ig n al  p r o ce s s in g   C ar d iac  ar r h y th m ia  i d en tific at io n   E lectr o ca r d io g r am   an al y s is   Ma ch in e  lear n in g   in   h ea lth ca r e   Sp ik in g   n eu r al  n etwo r k s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   W o n g   Yan   C h iew   Facu lty   o f   E lectr o n ics an d   C o m p u ter   T ec h n o lo g y   a n d   E n g in ee r in g   ( FTKE K)     Un iv er s iti T ek n ik al  Ma lay s ia  Me lak a  ( UT eM )   Han g   T u ah   J ay a,   7 6 1 0 0 ,   Du r ia n   T u n g g al ,   Me lak a,   Ma lay s ia    E m ail: y cwo n g @ u tem . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     E lectr o ca r d io g r am   ( E C G )   p atter n   r ec o g n itio n ,   cr u cial  f o r   d i ag n o s in g   a n d   m o n ito r i n g   h ea r t  d is ea s es,   p r o v id es   in s ig h ts   in to   th e  h ea r t’ s   elec tr ical  ac tiv ities   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   Desp ite  ad v a n ce m en t s ,   ac cu r ately   an d   ef f icien tly   in ter p r etin g   E C G  s ig n als  is   ch allen g in g   d u e   to   th eir   in h e r en t  c o m p lex i ty   an d   v ar ia b ilit y .     R af ie  et  a l .   [ 3 ]   h a v e  ar g u e d   th at  tr ad itio n al  c o m p u tatio n al  tech n iq u es  o f ten   s tr u g g le  to   ad d r ess   th ese   ch allen g es,  p r o m p tin g   th e  e x p lo r atio n   o f   m o r e  ad v a n ce d   s o lu tio n s .   R elev an t  liter atu r e  h as  h ig h lig h ted   s ig n if ican t c o n tr ib u tio n s   to   n eu r al  n etwo r k   ap p licatio n s   an d   m a ch in e  lear n in g   alg o r ith m s   in   b io m ed ical  s ig n al   p r o ce s s in g ,   as  r ev iewe d   b y   Z em o u r i  et  a l .   [ 4 ] .   T h ese  s tu d ies  h av e  laid   th e  g r o u n d wo r k   f o r   E C G  p atter n   r ec o g n itio n ,   n o tin g   ac h iev em e n ts   in   im p r o v ed   a cc u r ac y   an d   p r o ce s s in g   s p ee d   ac co r d in g   to   Sio n tis   et  a l .   [ 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 6 ,   No .   2 ,  No v em b er   20 24 :   8 6 3 - 8 7 1   864   Ho wev er ,   ch allen g es  in   g e n er alizin g   ac r o s s   d iv er s e  p atien t  d atasets   an d   th e  n e ed   f o r   s u b s tan tial  co m p u tatio n al  r eso u r ce s   ar e  o f ten   en co u n ter ed ,   ac co r d in g   to   s ev er al  r ec en t stu d ies [ 6 ] ,   [ 7 ] .   C u r r en t  m eth o d o lo g ies  h av e   lim itatio n s   in   p r o ce s s in g   n o is y   d ata,   co n s u m in g   h ig h   p o wer ,   a n d   r ec o g n izin g   co m p lex   E C G  p atter n s ,   u n d er s co r i n g   th e  n ee d   f o r   in n o v ativ e  ap p r o ac h es  to   im p r o v e  th e  r o b u s tn ess   an d   ef f icien c y   o f   E C G  p atter n   r ec o g n itio n   s y s tem s ,   th u s   in tr o d u cin g   a  n o v el  a p p licatio n   o f   s p ik in g   n eu r al  n etwo r k s   ( SNNs )   in   E C G  p atter n   r ec o g n itio n .   Am ir i   et  a l .   [ 8 ]   in s p ir e d   b y   t h e  n eu r al  p r o ce s s in g   o f   th e   h u m an   b r ain ,   SNNs   p r o m is e  t o   en h an ce   th e  ac cu r ac y   an d   ef f icien cy   o f   p atter n   r ec o g n itio n   task s .   L ev er ag in g   th e  tem p o r al  d y n am ics  o f   SNNs   aim s   to   ad d r ess   th e  lim ita tio n s   o f   tr ad itio n al  n eu r al  n et wo r k s ,   p r o v id in g   a   m o r e  e f f icien t  a n d   s ca lab le  s o l u tio n   f o r   E C G  an aly s is   as  ar g u ed   b y   Z h en g   et   a l .   [ 9 ] .   Hea r t   d is ea s e  was  am o n g   th e  to p   g lo b al   h ea lth   t h r ea ts   in   2 0 1 9 ,   ac c o r d in g   to   th e  W o r ld   Hea lth   Or g an izatio n   ( W HO )   as  d em o n s tr ated   b y  Yan   et  a l .   [ 1 0 ] .   T h e   n o n - in v a s iv e  m eth o d   o f   E C G  s er v es  a s   a  s ig n if ican t  t o o l  f o r   d etec ti n g   ca r d io v ascu lar   d is ea s e,   p r im ar ily   i d en tify in g   ab n o r m al   h ea r t b ea ts   with in   s e v er al  r ec e n t  s tu d ies  [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   C o n tin u o u s   E C G  m o n ito r in g   o n   wea r a b le  d ev i ce s   h as  b ee n   p r o v en   life s av i n g   b y   d etec tin g   u s er s ’   h ea r tb ea t  ab n o r m alities ,   in cr ea s in g   ch an ce s   f o r   in itial  i n ter v en tio n   ac co r d in g   to   Xiao x u e  et  a l .   [ 1 3 ] .   T h is   wo r k   p r e s en ts   a  s et  o f   E C G   class if icatio n   m eth o d s   u s in g   SNN  to   class if y   h ea r tb ea ts   i n to   n o r m al  an d   a b n o r m al  ca t eg o r ies,  aim in g   to   in v esti g ate  th e  p er f o r m an ce   o f   th e  SNN  alg o r ith m ,   d ev elo p   a  class if icatio n   alg o r ith m   b ased   o n   E C G  d ata,   an d   v er i f y   its   p er f o r m an ce   th r o u g h   c o n f u s io n   tab les an d   m e an   av er ag e   p r ec is io n .   SNNs ,   as  th e  th ir d   g e n er atio n   o f   n e u r al  n etwo r k s ,   o f f er   a  s ig n if ican t  ad v an tag e  i n   en e r g y   e f f icien cy   o v er   co n v o l u tio n al  n e u r al  n et wo r k s   ( C NNs)  b y   m im ick in g   th e  way   b io lo g ical  n etwo r k s   p r o ce s s   in f o r m atio n   th r o u g h   s p ik es.  L o wer   en er g y   co n s u m p tio n   m ak es  SNNs   id ea l  f o r   ap p licatio n s   in   ed g e   c o m p u tin g ,   r o b o tics ,   an d   wea r ab le  d ev ices  wh er e  p o wer   ef f icien cy   is   cr u cial  as  d em o n s tr ated   in   Yan   et  a l .   [ 1 0 ] .   Gu o   et  a l .   [ 1 4 ]   SNNs ,   ca p ab le  o f   o p er atin g   with   f ewe r   lay e r s   an d   em p lo y in g   a   d y n am ic  weig h t  m o d el,   ef f icien tl y   ap p r o x im ate  r ea l - v al u ed   f u n c tio n s   an d   p r o v i d e  f aster   c o m p u tin g   o p tio n s .   S o d h r o   et  a l .   [ 1 5 ]   t h e  in n o v ativ e   ap p r o ac h   en h a n ce s   th e  p er f o r m an ce   o f   l o w - p o wer   s y s tem s ,   p ar ticu lar ly   in   s ec to r s   r eq u ir i n g   en er g y - e f f icien t   in tellig en t  s y s tem s ,   s u ch   as  E C G  class if icatio n   in   p o wer - co n s tr ain ed   wea r ab le   tech n o l o g y .   T h e   s tr u ctu r e   o f   th is   wo r k   i n clu d es  a   m eth o d o lo g y   s ec tio n   d etailin g   th e   d ev elo p m en t  a n d   im p lem en tatio n   o f   th e  SNN - b ased   ap p r o ac h ,   a   r esu lts   s ec tio n   h i g h lig h tin g   im p r o v ed   p er f o r m an ce   in   E C G  p atter n   r ec o g n it io n   b y   SNNs   with   r ed u ce d   co m p u tatio n al   d em an d s ,   a   d is cu s s i o n   co m p ar i n g   th e  a p p r o ac h   with   ex is tin g   m eth o d s   a n d   em p h asizin g   its   ad v a n tag es  an d   r ea l - wo r ld   h ea lth c ar e  a p p licatio n s ,   an d   a  co n clu s io n   s u m m ar izin g   th e  co n tr ib u tio n s   an d   f u tu r e   r esear ch   d ir ec tio n s ,   em p h asizin g   SNNs ’   p o ten tial  to   r e v o lu ti o n ize  E C G  p atter n   r ec o g n itio n .       2.   RE L AT E D   WO RK   T h is   s ec tio n   ex p lain s   th e   s ig n if ican ce   o f   E C G  an d   h ea r t  an ato m y   in   d iag n o s in g   ca r d iac  c o n d itio n s ,   em p h asizin g   th e   ac cu r ac y   o f   E C G  p atter n   r ec o g n itio n .   I t  also   d is cu s s es  th e  ar ch itectu r e  o f   SNNs ,   h ig h lig h tin g   th eir   en e r g y - e f f ic ien t  in f o r m atio n   p r o ce s s in g   in s p ir ed   b y   b i o lo g ical  n e u r al  n et wo r k s .   Fin ally ,   th e  p o ten tial  ap p licatio n s   o f   SNNs   ar e  ex p lo r e d ,   h ig h lig h tin g   th eir   ad ap tab ilit y   in   f ield s   r an g in g   f r o m   m e d ical   d iag n o s tics   to   th e   d e v elo p m e n t  o f   en er g y - e f f icien t  wea r a b le  tech n o l o g ies.  T h is   d is co u r s e   s er v es  to   illu s tr ate   th e  g r o u n d b r ea k in g   p o s s ib ilit i es th at  SN Ns p r esen t in   im p r o v in g   h ea lth ca r e  o u tco m es th r o u g h   en h a n ce d   E C G  an aly s is .     2 . 1 .     E lect ro c a rdio g ra m   An   EC G  ca n   b e  u s ed   to   d iag n o s e  ca r d iac  d is ea s e  as  d em o n s tr ated   in   Kh a n   et  a l .   [ 1 6 ] .   B ec au s e  o f   its   non - in v asiv e  n atu r e ,   it’s  co m m o n ly   u s ed   t o   id en tif y   ca r d ia c  p r o b lem s .   B y   v is u ally   r ev ie win g   r ec o r d in g s   o f   E C G  s ig n als,  tr ain ed   ca r d io lo g is ts   ca n   d is co v er   ab n o r m al ities   as  d em o n s tr ated   in   C o r r ad i  et  a l .   [ 1 1 ] .   I t  g iv es  in f o r m atio n   o n   th e  elec tr ical  ac tiv ity   o f   th e  h ea r t  in   th e  h e ar tb ea ts   o f   p atien ts   in   s ev er al  r ec en t  s tu d ies  [ 1 2 ] .   E C G  is   g ath er ed   f r o m   ca r d iac   m u s cle  d ep o la r izatio n   to   r ep o lar izatio n   b y   elec tr o d es  p u t  o n   th e  p atien t’ s   s k in   t h a t   r e c o r d   e l e c t r i c   c h a n g e s   d u r i n g   t h e   c a r d i a c   c y c l e   a c c o r d i n g   t o   Z h e n g   e t   a l .   [ 1 7 ] .   S e v e r a l   r e c e n t   s t u d i e s   [ 1 8 ]   h av e  ar g u ed   t h at  h ea r t  m o n ito r in g   o n   s m all  d ev ices,  esp ec ia lly   wea r ab le  d ev ices,  is   n o w  p o s s ib le  b ec au s e  o f   au to m ated   E C G  d iag n o s is .   T h e  s tan d ar d   E C G  wav ef o r m ,   f e atu r in g   th e  P wa v e,   QR S c o m p lex ,   an d   T   wa v e,   is   d ep icted   in   Fig u r e  1 .   T h r o u g h   th e  wav ef o r m ’ s   s ize  an d   s h ap e,   in f o r m atio n   o n   ca r d iac  illn e s s   o r   d y s f u n ctio n   is   p r o v id e d .   T h e   P  wav e  ar is es  f r o m   th e  d e p o lar izatio n   o f   t h e  atr iu m .   W h en   th er e  is   v e n tr icu lar   d ep o lar izatio n ,   th e  QR S  co m p lex   is   g en er ally   th e  p r im ar y   an d   d is tin ct  wav ef o r m   t h at  is   p r o d u ce d   as  d e m o n s tr ated   in   R an a   an d   Kim   [ 1 9 ] .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       N eu r o n s   to   h ea r tb ea ts :   s p ikin g   n eu r a l n etw o r ks fo r   …  ( N o r   A ma lia   Da ya n a   B in ti Mo h a m a d   N o o r )   865         Fig u r e  1 .  No r m al  b ea t  [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ]       2 . 2 .     H ea rt   a na t o m y   Du r in g   a   n o r m al  ca r d iac   cy cl e,   an   elec tr ical  im p u ls e  is   em itted   b y   th e  s in u s   n o d e.   T h is   im p u ls e  is   th en   p ass ed   in   o r d er   th r o u g h   th e  atr ia,   atr io v en tr icu lar   n o d e,   an d   v en tr icle.   I r r eg u lar   s o u r ce s   o f   elec tr ical  im p u ls es  ca n   lead   t o   ab n o r m a l  ca r d iac  r h y th m s   ac c o r d in g   t o   [ 2 1 ] .   E lectr o d e   in s er tio n   o n   th e  s k in   o f   a  p er s o n   d etec ts   th at  elec tr icity   an d   p r o d u ce s   a  v o ltag e - tim e  r ea d o u t  th at  p r o d u ce s   an   E C G.   T h e   E C G  s ig n al  g iv es   h u m an   h ea r t  in f o r m atio n   wh i ch   in clu d es  h ea r t  p o s itio n   an d   r elativ e  ch am b er   s ize,   o r i g in   an d   p r o p ag atio n   o f   im p u ls e,   r h y th m ic  h ea r t  an d   co n d u ctio n ,   m y o ca r d ial  is ch e m ia  s ize,   an d   lo ca tio n ,   elec tr o ly te  co n ce n t r atio n   ch an g es,  an d   h ea r t e f f ec ts   ac co r d in g   to   Aziz   et  a l .   [ 1 2 ] .     2 . 3 .     SNN  a rc hite ct ure   I n   Fig u r e  2 ,   th e  ar ch itectu r e   o f   th e  SNN,   th e  th ir d   g e n e r atio n   o f   n eu r al  n etwo r k s ,   is   d ep icted ,   s h o win g   h o w  in f o r m atio n   is   p r o ce s s ed   th r o u g h   s p ik e  s ig n a l  p r o p ag atio n   an d   tim in g ,   with   s y n ap s es  f o r m in g   weig h ted   co n n ec tio n s   b etwe e n   n eu r o n s   to   f a cilitate  lear n in g   v ia  s p ik e - tim e - d ep e n d en t  p last icity   ( STDP) .     T h e  STDP  r u le  is   u s ed   to   d eter m in e  h o w  m u c h   ea ch   p r e - s y n ap tic  s p ik e  co n tr ib u tes  to   th e  t o tal  weig h t  ch an g e  as  d em o n s tr ated   in   s ev er al  r e ce n t  s tu d ies  [ 2 2 ] .   B in ar y   s p ik es  ar e  th e  d ata  tr an s f er r ed   b et wee n   lay er s   f o r   th e  SNN  ac co r d in g   to   L iu   et   a l .   [ 2 3 ] .   Utilizin g   a   lear n in g   alg o r ith m   d esig n ed   f o r   m u lti - class   task s   an d   ex ten d i n g   th e  lear n in g   r u le  to   h an d le  m u lticlas s   clas s if icatio n   ef f icien tly .   T h is   co m p ac t  ar ch itectu r e  e n s u r es  co m p ar ab le  p er f o r m an ce   o n   m u lti - class   class if icatio n   p r o b lem s .           Fig u r e  2 .  Ar c h itectu r e  o f   SNN  [ 1 9 ]       I n   Fig u r e  3 ,   it   is   illu s tr ated   t h at  in p u t  s p ik e   tim in g s   ar e  d er iv ed   f r o m   r ea l - v alu ed   d ata,   wh er e   th e   s tr en g th   o f   r ec ep tiv e  f ield   ( R F)  n eu r o n s   in   p o p u latio n   en co d in g   is   tr an s lated   in to   s p ik e  tim e s .   Sy n ap s es   d ef in e   th e  s tr en g th   o f   n eu r al  co n n ec tio n s ,   u tili zin g   a  tim e - v a r y in g   weig h t m o d el  to   e n h an ce   th e  d y n am ics o f   lear n in g   alg o r ith m s ,   in cl u d in g   th e   STDP  r u le  f o r   weig h t  ad j u s tm en t.   Su m i  a n d   Har ad a   [ 2 4 ]   a   p o s itiv e  ch an g e  in   weig h t  is   ca lled   lo n g - ter m   p o t en tiati on  ( L T P)   an d   a  n eg ativ e  ch an g e  in   weig h t  is   f o r   L T D.   Fo r   class if icatio n   task s ,   SNN s   ar e  em p lo y ed ,   wh er e  ar tific ial  n eu r al  n etwo r k s ,   th r o u g h   m ac h in e  lear n i n g ,   le ar n   f r o m   ev en ts   an d   m ak e  d ec is io n s   b y   co m p a r in g   th em   t o   s im ilar   p ast  o cc u r r e n ce s .   I n   ad d itio n ,   a r tific ial  n e u r al  n etwo r k s   h a v e  th e  p o ten tial to   e x ec u te  s ev er a l ta s k s   at  th e  s am e  tim e   as d em o n s tr ated   in   [ 2 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 6 ,   No .   2 ,  No v em b er   20 24 :   8 6 3 - 8 7 1   866       Fig u r e  3 .   Me ch a n is m   o f   SNN  [ 2 5 ]       2 . 4 .     P o t ent ia l  a pp lica t io ns   R ec en t  ad v an ce m e n ts   in   m e d ical  tech n o l o g y   h av e   s h if te d   to war d s   e n ab lin g   co n tin u o u s   h ea lth   m o n ito r in g   o u ts id e  th e  h o s p ital,  n o tab ly   th r o u g h   wea r ab le  d e v ices  f o r   d aily   u s e,   allo win g   f o r   ea s y   tr ac k in g   o f   v ital  s ig n s   lik e  E C G s   at  h o m e  o r   o n   th e  g o .   W ea r ab le  E C G  d ev ices  s u ch   as  th e  Ap p le  W a tch   an d   th e  Xiao m i   Mi  B u n n y   Sm ar t  W atch   n o w  ca n   i d en tify   h ea r t   is s u es  in   r ea l - tim e   as  d e m o n s tr ated   in   Yan   et  a l   [ 1 0 ] .  W ea r ab le  d ev ices,  f o cu s in g   o n   h ea lth   f u n ctio n s ,   h a v e  n o t  r ec eiv ed   f u ll  f o o d   a n d   d r u g s   a d m in is tr atio n   ( FDA )   ap p r o v al  as m ed ical  eq u i p m en t,  an d   co n s u ltatio n   with   a  d o cto r   is   d ee m ed   ess en tial f o r   m ed ical  tr ea tm en t.       3.   M E T H O D   E C G  d ata,   s o u r ce d   f r o m   th e  Ph y s io Net  d atab ases   an d   in clu s iv e  o f   v ar i o u s   ca r d iac  co n d itio n s   an d   h ea lth y   co n tr o ls ,   was  p r e - p r o ce s s ed   to   en h an ce   s ig n al  q u al ity   an d   co n s is ten cy .   T h is   p r e p r o ce s s in g   in v o lv ed   b an d - p ass   f ilter in g ,   n o r m aliza tio n ,   an d   s eg m en tatio n   i n to   in d iv id u al  h ea r tb ea ts .   Fo r   E C G  p atter n   r ec o g n itio n ,   an   SNN  ar ch itectu r e  was  s p ec ially   d esig n ed ,   t h is   ar ch itectu r e  f ea tu r ed   in p u t,  h id d en ,   an d   o u tp u t  la y er s   with   leak y   in teg r ate - a n d - f ir e  n eu r o n s ,   ef f ec tiv ely   em u latin g   b i o lo g ical  in f o r m atio n   p r o ce s s in g   an d   e f f icien tly   ca p tu r in g   t h e  tem p o r al  d y n am ics o f   E C G  s ig n als.   T h e  SNN  was  tr ain e d   u s in g   a  s p ec if ic  lear n in g   alg o r ith m   an d   m o d if ied   to   s u it  t h e   s p ec if icities   o f   E C G  s ig n al  p r o ce s s in g .   Par a m eter s   wer e  m eticu lo u s ly   s el ec ted   b ased   o n   p a r am eter   s ele ctio n   o f   th e  n u m b e r   o f   RF   n eu r o n s   in   th e  p o p u lati o n   en c o d in g   s ch em e  R F,  th e   i n ter v al  b etwe en   p r esy n ap tic  s p ik es  ( p r e   ( m s ) ) ,   th e  in ter v al  b etwe en   p o s ts y n ap tic   s p ik es  ( p o s t  ( m s ) ) ,   th e  d esire d   p o s ts y n ap tic   f ir in g   tim e  ( d esire d   p o s t  ( m s ) ) ,   tim e - s tep   p r ec is io n   ( p r ec is io n ) ,   th e  weig h t   u p d ate  r ate  o f   l ea r n in g   ( ∆w ) ,   th e   s ig m a  o f   a   weig h t  k er n al  th at  ch an g es  with   tim e   ( σ   ( m s ) ) ,   th e  tim e  co n s tan t  o f   th e  s p i k e  r esp o n s e  f u n ctio n   (   ( m s ) ) ,   th e  m ax im u m   n u m b er   o f   ep o c h s   ( ep o ch ) ,   an d   STD P  lear n in g   win d o w  o f   tim e  c o n s tan t  ( STDP  ( m s ) ) ,   en s u r in g   o p tim al  n etwo r k   p er f o r m an ce .   T h e  t r ain in g   i n v o lv e d   a  s u p er v is ed   lear n i n g   ap p r o ac h   with   cr o s s - v alid atio n   to   p r e v en t   o v er f itti n g ,   wi th   p er f o r m an ce   m etr ics in clu d in g   ac c u r ac y ,   s en s itiv ity ,   an d   s p ec if icity .   E x p er im en ts   wer e  co n d u cted   u s in g   MA T L AB   to   en s u r e  r ep r o d u cib ilit y ,   with   th e  d ataset  d iv id e d   in to   tr ain in g   an d   test in g   s p lits   o f   6 0 % - 4 0 %,  7 0 % - 3 0 %,  an d   8 0 % - 2 0 %  r esp ec tiv ely .   T h ese  ex p er im en ts   allo wed   f o r   th e   co m p ar is o n   o f   r esu lts   ag ain s t   estab lis h ed   b en ch m ar k s   f o r   E C G  p atter n   r ec o g n itio n .   C h o s en   f o r   th eir   u n iq u e   ab ilit y   to   p r o ce s s   tem p o r al  s eq u en ce s   in   E C G  s ig n als,  SN Ns  d em o n s tr ated   co m p u tatio n al  ef f icien cy   a n d   p er f o r m an ce   a cc u r ac y   a d v an ta g es  o v e r   tr ad i tio n al  n eu r al  n etwo r k s ,   a   ca p ab ilit y   u n d er p in n ed   b y   r ec en t  a d v an ce m en ts   in   n eu r o m o r p h ic   co m p u tin g .   T h e   m eth o d o lo g y ,   d esig n ed   to   b e  tr an s p ar e n t  an d   r ep licab le,   was  ef f ec tiv ely   ap p lied   to   u tili ze   in n o v ativ e  SNN  tech n o lo g y   f o r   E C G  p atter n   r ec o g n itio n .   T h is   ap p r o ac h   ad d r ess ed   id en tifie d   g ap s ,   b eg in n in g   with   E C G  p atter n   r ec o g n itio n ,   a n d   in clu d in g   m eticu lo u s   p r ep r o ce s s in g ,   s im u latio n ,   an d   f in e - tu n in g   o f   th e  SNN  alg o r i th m   to   o p tim ize  weig h t a d ju s t m en ts ,   cu lm in atin g   in   a  co m p r eh en s iv e  a n aly s is   o f   s i m u latio n   o u tc o m es wh en   tr ain in g   an d   test in g   r esu lts   wer e  u n s atis f ac to r y .     3 . 1 .     H ea rt bea t   da t a s et   Utilizin g   th e  Ph y s io n et  d atab ase,   th is   s tu d y   an aly s ed   2 0 0   E C G  s ig n als,  in clu d in g   8 0   ‘ n o r m al ’   an d   1 2 0   ‘ ab n o r m al ’ ,   th r o u g h   em p ir ical  m o d e   d ec o m p o s itio n   ( E MD )   f o r   s ig n al   q u ality   en h a n ce m en t,  e x tr ac tin g   3 0 0   f ea tu r es  p er   s ig n al  to   tr ai n   th e  SNN  f o r   p r ec is e  class if icatio n .   Desp ite  ef f o r ts   to   en h a n ce   SNN  ac cu r ac y   with   an   ad d itio n al  lay er ,   t h e   m o s t  s ig n if ican t  im p r o v em e n ts   ca m e  f r o m   E MD - b ased   f ea tu r e  r ef in em e n t ,  u n d er s co r i n g   its   e f f ec tiv en ess   in   p r e p r o ce s s in g   f o r   ac cu r ate  E C G  p atter n   an al y s is .   T h is   s tr ea m lin ed   ap p r o ac h   n o t  o n l y   o p tim ized   th e  class if icatio n   p r o ce s s   b u t   also   d em o n s tr ated   th e  p o ten tial  o f   E MD   in   ad v a n cin g   E C G   s ig n al  in ter p r etatio n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       N eu r o n s   to   h ea r tb ea ts :   s p ikin g   n eu r a l n etw o r ks fo r   …  ( N o r   A ma lia   Da ya n a   B in ti Mo h a m a d   N o o r )   867   3 . 2 .     P re - pro ce s s ing   Fig u r e  4   s h o ws  th e   b lo c k   d iag r am   f o r   p r e - p r o ce s s in g   i n   Fig u r e  4 ( a)   an d   f o r   t h e  p r o p o s ed   m eth o d   in   Fig u r e  4 ( b ) .   I n   th ese  m eth o d s ,   n o is e  an d   d is to r tio n s   wer e  i n itially   r em o v e d   f r o m   b o th   n o r m al  an d   ab n o r m al   d atasets   u s in g   E MD ,   an d   weig h t  m o d els  f r o m   I MF1   to   I MF1 0   wer e  s elec ted   f o r   th e  SNN ’ s  lear n in g   alg o r ith m .   T h e   E C G  tr ain in g   a n d   test in g   d atasets   wer e  d iv id ed   in to   th r ee   g r o u p s   o f   60% - 4 0 %,  7 0 % - 3 0 %,  an d   80% - 20%   to   ac co m m o d ate  th e  ef f ec ts   o f   lo w  o r   h i g h - f r eq u en cy   n o is e  th at  ca n   in f lu en ce   QR S  d etec tio n   an d   f ea tu r e  ex tr ac tio n   d u r in g   r ec o r d in g .   T h is   d iv is io n   allo ws  f o r   a  th o r o u g h   a n aly s is   o f   v ar io u s   E C G  d ataset s ,   h elp in g   to   id en tif y   th e  m o s t  s u itab le  f ea tu r es  f o r   ea ch   d iag n o s tic  s y s tem   b y   elim in at in g   n o is e  p r im ar ily   ca u s ed   b y   ar tifa cts  an d   ad d r ess in g   in d iv id u al  d if f er en ce s   in   p ea k   an d   wav ef o r m   s h ap es  th r o u g h   f u r th er   ex am in atio n   a n d   p r ep r o ce s s in g   o f   th e   1 2 - lea d   E C G  s ig n als.           ( a)   ( b )     Fig u r e  4 .   B lo ck   d iag r am   f o r   ( a )   p re - p r o ce s s in g   an d   ( b )   p r o p o s ed   m eth o d       3 . 3 .     E x t r a ct io n a nd   s elec t io n o f   f ea t ures   Fo r   th is   wo r k ,   2 5   f ea tu r es  wer e  ex tr ac ted ,   in cl u d in g   15 - tim e   d o m ain   f ea tu r es  s u ch   as  m ea n ,   s tan d ar d   d ev iatio n ,   an d   s k ewn ess ,   alo n g   with   10  ce p s tr al  d o m ai n   f ea tu r es  th at  in clu d e  c o ef f icien ts   o f   th e  m el  f r eq u e n cy   ce p s tr al  an d   g am m ato n e  ce p s tr al  f ea tu r es  ( MFC C +G T C C ) .   T h ese  f ea tu r es  ar e  p r o ce s s ed   th r o u g h   m u ltip le  o p er a tio n s   s u ch   as   f o u r ier   tr a n s f o r m ,   f ilter   b a n k   ap p licatio n ,   an d   d is cr ete  co s i n e  tr an s f o r m ,   wh ich   ar e  ex ec u ted   in   s eq u en ce .   T h is   co m b in atio n   o f   tim e - d o m a in   an d   ce p s tr al  f ea tu r es  ca p tu r es  b o th   s tatis tical  p r o p er ties   an d   s p ec tr al  ch a r a cter is tics ,   o f f er in g   b en ef its   f o r   v ar io u s   m ac h in e  lea r n in g   a p p licatio n s   s u ch   as  class if icatio n ,   clu s ter in g ,   o r   r e g r ess io n .     3 . 4 .     L ea rning   a lg o rit hm   pa r a m et er s   o f   SNN   I n   a  SNN ,   th e  n eu r o n ’ s   s tate  i s   d eter m in ed   b y   its   ac tiv ity   lev el,   m o d elled   as  a  d if f er e n tial  eq u atio n ,   wh er e  an   in p u t  p u ls e  tem p o r a r ily   in cr ea s es  th e  cu r r en t  s tate  v alu e  an d   th e n   g r ad u ally   d ec r ea s es .   E s tab li s h in g   a  f u n ctio n in g   SNN  is   ch allen g in g ,   as  th e  tr ai n in g   p r o ce s s   r esem b les  th e  h u m an   b r ain ’ s   d ata  p r o ce s s in g ,   b u t   f ac to r s   s u ch   as  im p r o v ed   u n s u p er v is ed   lear n in g   m eth o d s   m ak e  SNNs   ap p ea lin g .   T en   p ar am eter s   will  b e   ch o s en   f o r   th e  lear n i n g   alg o r ith m   p ar am eter s   o f   SNN,   in clu d in g   th e  n u m b e r   o f   RF   n eu r o n s   in   th e  p o p u latio n   en co d in g   s ch em e  ( R F),   in ter v als  b etwe en   p r esy n ap tic  s p ik es  ( p r e) ,   in ter v als  b etwe en   p o s ts y n ap tic  s p ik es   ( p o s t) ,   d esire d   p o s ts y n ap tic  f i r in g   tim e  ( d esire d   p o s t) ,   tim e - s tep   p r ec is io n   ( p r ec is io n ) ,   th e   weig h t  u p d ate  r ate   o f   lear n in g   ( ∆w ) ,   s ig m a  o f   a   weig h t ed   k er n el  th at  ch a n g e s   with   tim e  ( σ ) ,   th e  tim e  co n s tan t  o f   th e  s p ik e   r esp o n s e  f u n ctio n   ( ) ,   t h e  m ax im u m   n u m b er   o f   e p o ch s   ( ep o ch ) ,   an d   STDP  lear n i n g   win d o w  o f   tim e     co n s tan t ( STDP) .       4.   RE SU L T S   AND  D I SCU SS I O N   T h is   s tu d y   em b ar k ed   o n   a  jo u r n ey   to   u n v eil  th e  in tr icac ies  o f   E C G  p atter n   r ec o g n itio n   u s in g   SNNs .   Prio r   in v esti g atio n s   h av e  d el v ed   in to   th e   r ea lm s   o f   n e u r al  n etwo r k   ap p licatio n s   an d   m ac h in e  lear n i n g   alg o r ith m s   f o r   b io m e d ical  s ig n al  p r o ce s s in g ,   y et  a  g a p   p er s is ts   in   f u lly   h ar n ess in g   th e  te m p o r al  d y n am ics  o f   E C G  s ig n als.  Ou r   r esear ch   a im s   to   b r id g e   th is   d iv id e,   o f f er in g   in s ig h ts   in to   th e  ap p licatio n   o f   SNNs   f o r   ac cu r ate  an d   e f f icien t c ar d iac  ar r h y th m ia  id en tific atio n .   Ou r   r esu lts   s h o w  s ig n if ican t  p r o g r ess   in   E C G  p atter n   r ec o g n itio n ,   with   a  test in g   ac cu r a cy   r ea ch in g   9 1 . 6 6 6 7 %  an d   tr ain in g   ac c u r ac y   u p   to   9 9 . 2 8 5 7 %.  T h ese  f ig u r es  h ig h lig h t  th e  ef f ec tiv en ess   o f   th e  SNN   class if ier   in   ac cu r ately   d is tin g u is h in g   b etwe en   n o r m al  a n d   ab n o r m al  E C G  p atter n s .   Su ch   p er f o r m an ce   co n f ir m s   th e  class if ier ’ s   r eliab ilit y   an d   p r ec is io n   i n   an aly s in g   ca r d iac  r h y th m s .   C o m p ar ativ ely ,   o u r   s tu d y   u n d er s co r es  th e  s u p er io r   p e r f o r m an ce   o f   SNNs   ag ain s t  tr ad itio n al  n eu r al   n etwo r k s   an d   m ac h in e  lear n i n g   alg o r ith m s .   T h e  em p l o y m en t  o f   SNNs   ca p ital izes  o n   th eir   ab ilit y   to   m im ic  b io lo g ical  n eu r al  p r o ce s s in g   m o r e  clo s ely ,   r esu ltin g   in   en h an ce d   ef f icien c y   an d   lo wer   p o wer   co n s u m p tio n .   T h is   ap p r o ac h   n o t  o n ly   alig n s   with   b u t  also   s u r p ass es  cu r r e n t  m eth o d o lo g ies,  p ar ticu lar ly   in   r ec o g n izin g   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 6 ,   No .   2 ,  No v em b er   20 24 :   8 6 3 - 8 7 1   868   co m p lex ,   tem p o r al  p atter n s   i n h er en t  in   E C G  d ata.   Ou r   r e s ea r ch   th o r o u g h l y   ass ess es  S NNs  in   r ec o g n izin g   E C G  p atter n s   b u t  r elies  h ea v ily   o n   p r e - p r o ce s s ed   d ata  f r o m   th e  Ph y s io Net  d atab ase.   I t ’ s   n ec ess ar y   to   test   th e   m o d el  o n   a   wid er   v a r iety   o f   d atasets ,   esp ec ially   th o s e  f r o m   r ea l - wo r ld   clin ical  e n v ir o n m en ts   wh er e  d ata   v ar ies m o r e.   T h is   s tep   will h elp   co n f i r m   th e  m o d el ’ s   ef f ec tiv en ess   in   d if f er en t settin g s .   Ou r   r esear ch   o p en s   u p   ex citin g   p o s s ib ilit ies  f o r   im p r o v in g   ca r d iac  m o n ito r in g   tec h n o lo g i es.  Fu tu r e  s tu d ies  m ig h t  lo o k   in to   co m b in in g   SNNs   with   n e u r o m o r p h ic  h ar d war e   to   cr ea te  h y b r id   m o d els  th at  b r in g   to g eth er   d if f er en t  c o m p u tin g   t ec h n iq u es.  Su ch   d ev elo p m en t s   c o u ld   ex ten d   th e  u s e  o f   SNNs   to   a  wid er   r an g e   o f   task s   in   b io m e d ical  s ig n al  p r o ce s s in g ,   en h a n cin g   th ei r   o v e r all  ef f ec tiv en ess .   Ou r   r esear ch   d em o n s tr ates  m ajo r   im p r o v em e n ts   in   u s in g   SNNs   to   r ec o g n ize   E C G  p atter n s ,   wh ich   h elp s   b etter   id e n tify   ca r d iac  a r r h y th m ias  an d   r aises   th e  ac cu r ac y   s tan d a r d s   f o r   h ea r t  m o n ito r in g .   T h is   wo r k   ad d r ess es  s ig n if ican t  g a p s   in   o u r   s cien tific   u n d er s tan d i n g   an d   s h o ws  th at   ad v a n ce d   n eu r al  n etwo r k s   ca n   s u b s tan tially   im p r o v e  p atien t  ca r e.   W e  r ec o m m en d   ad o p tin g   th ese  ad v an ce d   tech n o lo g i es   to   d ev elo p   s m ar ter   an d   m o r e  ad ap tiv e   h ea lth ca r e  s o lu tio n s .     4 . 1 .    E v a lua t i o n o f   t he  perf o rm a nce  o f   E CG s   Fig u r e  5   s h o ws  th e  p r e - p r o c ess in g   s ig n al  u s in g   E MD   f o r   n o r m al  d ata   in   Fig u r e  5 ( a )   an d   f o r   ab n o r m al   d ata   in   Fig u r e  5 ( b ) .   B ased   o n   Fig u r e  5 ,   it   is   o b s e r v ed   th at  t h e  b l u e  c u r v e   ex h ib its   a   h ig h er   f r eq u e n cy   f o r   th e   o r ig i n al  s ig n al,   wh er ea s   th e  o r an g e  c u r v e   ap p ea r s   s m o o th e r   f o r   th e  p r e - p r o ce s s ed   ( f ilter ed )   s ig n al.   Fig u r e  6   s h o ws   t h e  e f f ec t   o f   th e  o p tim ized   p a r am ete r   o f   SNN  f o r   th r ee   g r o u p s   o f   t r ain in g   an d   te s tin g   r esp ec tiv ely   at  60% - 4 0 %,  7 0 % - 3 0 %,  an d   8 0 % - 20% ,   an d   th eir   ac cu r ac ies   to war d s   t h e  p er f o r m an ce   o f   co n v er g en ce   b ased   o n   th e  p a r am eter   tu n in g   o f   l ea r n i n g   r a te  o f   weig h t  u p d ate ( ∆w ) ,   th e   s ig m a  o f   a  weig h t   k er n al   th at   ch an g es  with   tim e  ( σ   ( m s ) ) ,  t h e  tim e  c o n s tan t   o f   th e  s p ik e   r esp o n s e  f u n ctio n   (   ( m s ) ) ,   an d   a   m ax im u m   n u m b er   o f   ep o ch s .   Fig u r es  6   d ep ict  lear n in g   o u tco m es  u s in g   d if f e r en t   tr ain in g - test in g   d ata   s p lits   f o r   6 0 % - 4 0 %,  7 0 % - 3 0 %,  an d   8 0 % - 20%   in   Fig u r es 6 ( a)   t o   6 ( i) .           ( a)   ( b )     Fig u r e  5 .   E C G  p r e - p r o ce s s in g   f o r   ( a)   n o r m al  s ig n al  an d   ( b )   a b n o r m al  s ig n al        B ased   o n   Fig u r e  6 ,   t h e  o p tim ized   p ar am eter s   f o r   SNNs   u n d er   d if f e r en t  tr ain in g - test in g   s p lits   an d   th eir   r esp ec tiv e  ac cu r ac ies.  Fo r   tr ain in g   a n d   test in g   ac cu r a cies,  th e  ac cu r ac ies  v ar y   ac r o s s   d if f er en t  s p lits .   Gen er ally ,   tr ain in g   ac cu r ac y   is   h ig h er ,   wh ich   is   ex p ec ted .   Ho wev er ,   th e  test in g   ac c u r ac y   s h o ws  s o m e  v ar ian ce ,   n o tab ly   b ei n g   lo wer   in   th e  tr ain in g   test in g   r atio   o f   8 0 :2 0   s p lit.  Mo s t  p ar a m eter s   o f   SNN  lik e  R F   with   th e  v alu e  o f   1 5 ,   p r esy n ap tic  ( p r e) ,   p o s ts y n ap tic  ( p o s t) ,   d esire d   p o s ts y n ap tic  ( d esire d   p o s t)   with   t h e  v al u e   o f   0 . 2 ,   tim e - s tep   p r ec is io n   ( p r ec is io n )   with   th e  v alu e   o f   0 . 0 1 ,   a n d   STDP  r em ain   co n s is t en t  ac r o s s   d if f er en t   s p lits ,   wh ile  o th er s   lik e  lear n in g   r ate  ( ∆ w ) ,   e f f icac y   u p d ate  r an g e  ( σ) ,  T au   ( ) ,   an d   ep o c h   s h o w  v ar iatio n s .     E f f ec ts   o n   c o n v er g en ce ,   s u ch   as  th e  p ar am eter   o f   lear n in g   r a te  ( ∆w ) ,   p ar ticu la r ly   with   a  h i g h er   v alu e  ( ∆w   =  0 . 5 )   in   th e  8 0 :2 0   tr ain i n g - test in g   r atio   s p lit,  m a y   ca u s e  th e  m o d el  to   o v er s h o o t   th e   o p tim al   s o lu tio n .   R esu ltin g   in   lo wer   test in g   a cc u r ac y ,   with   th e  lear n in g   r ate  af f ec tin g   b o th   th e  s p ee d   a n d   s tab ilit y   o f   co n v er g en ce .   W h ile  a  h ig h   le ar n in g   r ate  ( ∆w )   ca n   lea d   to   f aster   co n v er g e n ce ,   it  m ay   o v e r s h o o t  th e  o p tim al   s o lu tio n ,   as  o b s er v ed   in   Fig u r e s   6 ( g ) ,   6 ( h ) ,   an d   6 ( i) ,   in d icatin g   th at  b o th   ex ce s s iv ely   lo w   an d   h ig h   lear n in g   r ates  ca n   ad v er s ely   af f ec t   p er f o r m a n ce ,   s u g g esti n g   th at  a  m o d er ate  lear n in g   r ate  is   o p tim al  f o r   b alan cin g   tr ain in g   s p ee d   a n d   c o n v er g en c e  s tab ilit y .   T h en ,   f o r   t h e  ef f icac y   u p d ate  r an g e  ( σ ) ,   th is   p ar am eter   also   in cr ea s es  in   th e  tr ain in g   test in g   r atio   o f   8 0 :2 0   s p lit  with   th e  v alu e  o f   ( σ   =  0 . 5 5 ) ,   wh ich   af f ec ts   th e   m o d el’ s   g en er aliza tio n   ca p a b ilit y .   Fo r   T a u   ( ) ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       N eu r o n s   to   h ea r tb ea ts :   s p ikin g   n eu r a l n etw o r ks fo r   …  ( N o r   A ma lia   Da ya n a   B in ti Mo h a m a d   N o o r )   869   th e  v alu e  in   th e  tr ain in g   test in g   r atio   o f   8 0 :2 0   s p lit,  wh ich   af f ec ts   th e  m o d el’ s   ab ilit y   t o   ca p tu r e   tem p o r al  d y n am ics  in   th e   d ata   with   th e  v alu e   o f   (   =  1,  2,  a n d  3 )   r esp ec ti v ely .  T h is   s h o ws  t h a t  th e  v alu e  o f   T au   in f lu en ce s   th e  m o d el’ s   ab ilit y   to   ca p tu r e   tem p o r al  d y n a m ics  in   E C G  d ata,   wh ich   is   cr u cial  f o r   ac cu r ately   class if y in g   h ea r tb ea ts   T h en ,   f o r   ep o c h s   m ax im u m ,   th e   m a x im u m   n u m b e r   o f   ep o c h s   is   co n s is ten t  in   m o s t  ca s es,  b u t  r ed u ce d   ep o ch s   in   o n e  o f   th e  tr ain in g   test in g   r atio s   o f   7 0 :3 0   s p lit  s ce n ar io s   ex p lain   th e  s lig h tly   lo wer   tr ain in g   ac c u r ac y   with   t h e  v alu e  o f   ( e p o ch   =   2 0 ).   I n   ad d itio n ,   f o r   STDP  ( Sp ik e - T im in g - Dep e n d en t  Plas ticit y )   with   th e  v alu e  o f   1 . 6 ,   th i s   r em ain s   co n s tan t  ac r o s s   all  s ce n ar io s ,   s u g g esti n g   th at  th e  m o d el’ s   ab ilit y   to   ad ap t  its   s y n ap tic  wei g h ts   b ased   o n   s p ik e   tim in g s   is   u n c h an g e d .   T h en ,   f o r   p r esy n ap tic  ( p r e)   an d   p o s ts y n ap tic  ( p o s t)   p ar a m eter s   with   th e   v alu es  o f   ( p r e= 0 . 3 )   an d   ( p o s t=0 . 4 4 )   r esp ec tiv ely ,   th ese  p ar am eter s   ar e  m o s tly   co n s is ten t b u t d o   s h o w   a  m in o r   ch an g e  in   o n e  o f   th e  tr ai n in g   test in g   r ati o s   o f   8 0 :2 0   s p lit  s ce n ar io s ,   wh ich   co u ld   a f f ec t  th e  m o d el’ s   s en s itiv ity   to   in p u t  an d   o u t p u t  s p ik es.  T h e   r o le  o f   s p ik e - tim in g - d e p en d e n t  p last icity   ( STDP )   in   ad ap tin g   s y n a p tic  weig h ts   b ased   o n   th e   tim in g   o f   in co m in g   s p ik es  is   h ig h lig h ted   as  a   k e y   f e atu r e  o f   SNNs   th at  co n tr ib u te s   to   th eir   b io lo g ical   r ea lis m   an d   ef f ec tiv e n ess   in   cla s s if icatio n   task s .  T h e  o p tim ized   p a r am eter s   s ig n if ican tl y   af f ec t   th e   m o d el ’ s  p er f o r m an ce   i n   b o th   tr ain in g   an d   test in g   ac cu r ac ies,  with   p ar am eter s   s u c h   as  lear n in g   r ate  ( ∆w ) ,   ef f icac y   u p d ate  r an g e  ( σ ) ,   T au   ( ) ,   an d   ep o ch   p lay in g   cr u cial  r o les  in   th e  m o d el ’ s   co n v er g en ce   ca p ab ilit ies,   h ig h lig h tin g   th e  im p o r ta n ce   o f   p a r am eter   o p tim izatio n   f o r   en h an ci n g   m o d el  p er f o r m an ce   an d   ac h iev in g   a   b alan ce   b etwe en   tr ai n in g   a n d   t esti n g   ac cu r ac ies ac r o s s   v ar io u s   d ata  s p lits .             ( a)   ( b )   ( c)               ( d )   ( e)   (f)               ( g )   ( h )   ( i)     Fig u r e  6 .   C o n v er g e n ce   p er f o r m an ce   f o r   d ata  o f :   ( a)   6 0 %  tr a in in g - 4 0 % testi n g ,   ( b )   6 0 % tr a in in g - 4 0 % testi n g ,  ( c)   6 0 % tr ain i n g - 4 0 % testi n g ,   ( d )   7 0 % tr ain in g - 2 0 % testi n g ,   ( e)   7 0 % tr ain i n g - 2 0 % testi n g ,   ( f )   7 0 % tr ain in g - 2 0 % testi n g ,   ( g )   8 0 % tr ain in g - 2 0 % testi n g ,   ( h )   8 0 % tr ain in g - 2 0 % testi n g ,   an d   ( i)   8 0 % tr ain in g - 2 0 % testi n g       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 6 ,   No .   2 ,  No v em b er   20 24 :   8 6 3 - 8 7 1   870   5.   CO NCLU SI O N   C ar d io v ascu lar   ar r h y th m ia  d i ag n o s is   r elies  o n   ch a r ac ter is tics   o f   h ea r tb ea ts   an d   m ac h in e  lear n in g   alg o r ith m s .   W h en   u s ed   in   co m b in atio n   with   a n   E MD   E C G  s y s t em ,   th e  cr ea ted   SNN  m o d els  ar e  ca p a b le  o f   class if y in g   m u ltip le  h ea r tb ea t  ty p es.  SNN’ s   lear n in g   p ar am e ter s   h av e  b ee n   ev alu ate d   wh er e  th e  v alu e  o f   T a u   ( ) ,   ef f icac y   u p d ate  r an g e  ( σ ) ,   lear n in g   r ate  ( ∆w ) ,   a n d   m ax i m u m   n u m b er   o f   e p o ch s   ( e p o c h ) ,   s h o w  s ig n if ica n t   ef f ec ts   f o r   th e  ac cu r ac y   o f   th e  tr ain in g   an d   test in g   d ata  r esp ec tiv ely .   T h is   wo r k   ac h iev es m ax im u m   o f   tr ai n in g   ac cu r ac y   an d   test in g   ac cu r ac y   o f   9 9 . 1 6 6 7 %  an d   9 1 . 2 5 %  f o r   tr ain in g   test in g   r atio   o f   6 0 :4 0 ,   9 9 . 2 8 5 7 %  an d   9 1 . 6 6 6 7 %  o f   tr ain in g   ac cu r ac y   an d   test in g   ac cu r ac y   f o r   tr ai n in g   test in g   r atio   o f   7 0 :3 0   s p l it,  an d   8 3 . 7 5 %   an d   8 0 %  o f   tr ain i n g   ac cu r ac y   a n d   test in g   ac cu r ac y   f o r   tr ain in g   te s tin g   r atio   o f   8 0 :2 0   s p lit  d ata  r esp ec tiv ely   f o r   th e   class if icatio n   o f   E C G  r h y th m s ,   d em o n s tr ates th e  ca p ab ilit y   t o   class if y   h ea r tb ea ts   u s in g   SNN.         ACK NO WL E DG E M E NT S   T h e  au th o r s   ac k n o wled g e  t h e   tech n ical  an d   f in a n cial  s u p p o r t  b y   th e  Min is tr y   o f   Hig h er   E d u ca tio n ,   Ma lay s ia,   u n d er   r esear ch   g r an t  n o .   FR GS/1 /2 0 2 0 /I C T 0 2 /UT E M/0 2 /1   an d   Un iv er s iti  T ek n ik al  Ma lay s ia  Me lak a  ( UT eM ) .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   A z i z ,   S .   A h me d ,   a n d   M .   S .   A l o u i n i ,   “ EC G - b a s e d   ma c h i n e - l e a r n i n g   a l g o r i t h ms  f o r   h e a r t b e a t   c l a ss i f i c a t i o n , ”   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,  v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p .   1 8 7 3 8 ,   S e p .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 1 - 9 7 1 1 8 - 5.   [ 2 ]   H .   W u   e t   a l . ,   “ A   f u l l y - a u t o ma t e d   p a p e r   EC G   d i g i t i s a t i o n   a l g o r i t h m  u si n g   d e e p   l e a r n i n g , ”   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,     p .   2 0 9 6 3 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 022 - 2 5 2 8 4 - 1.   [ 3 ]   N .   R a f i e ,   A .   H .   K a s h o u ,   a n d   P .   A .   N o sewo r t h y ,   “ EC G   i n t e r p r e t a t i o n :   c l i n i c a l   r e l e v a n c e ,   c h a l l e n g e s ,   a n d   a d v a n c e s,”   H e a rt s ,   v o l .   2 ,   n o .   4 ,   p p .   5 0 5 – 5 1 3 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / h e a r t s 2 0 4 0 0 3 9 .   [ 4 ]   R .   Ze m o u r i ,   N .   Ze r h o u n i ,   a n d   D .   R a c o c e a n u ,   “ D e e p   l e a r n i n g   i n   t h e   b i o m e d i c a l   a p p l i c a t i o n s :   r e c e n t   a n d   f u t u r e   st a t u s,”   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   9 ,   n o .   8 ,   p .   1 5 2 6 ,   A p r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 9 0 8 1 5 2 6 .   [ 5 ]   K .   C .   S i o n t i s,   P .   A .   N o s e w o r t h y ,   Z.   I .   A t t i a ,   a n d   P .   A .   F r i e d ma n ,   “ A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e - e n h a n c e d   e l e c t r o c a r d i o g r a p h y   i n   c a r d i o v a sc u l a r   d i sea s e   ma n a g e me n t , ”   N a t u r e   R e v i e w s  C a rd i o l o g y ,   v o l .   1 8 ,   n o .   7 ,   p p .   4 6 5 – 4 7 8 ,   Ju l .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 6 9 - 020 - 0 0 5 0 3 - 2.   [ 6 ]   F .   K h a n ,   X .   Y u ,   Z .   Y u a n ,   a n d   A .   u r   R e h ma n ,   “ E C G   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   1 - D   c o n v o l u t i o n a l   d e e p   r e s i d u a l   n e u r a l   n e t w o r k , ”   PLO S   O N E ,   v o l .   1 8 ,   n o .   4 ,   p .   e 0 2 8 4 7 9 1 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 8 4 7 9 1 .   [ 7 ]   P .   S i l v a   e t   a l . ,   “ T o w a r d s  b e t t e r   h e a r t b e a t   s e g m e n t a t i o n   w i t h   d e e p   l e a r n i n g   c l a ssi f i c a t i o n , ”   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,     p .   2 0 7 0 1 ,   N o v .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 0 - 7 7 7 4 5 - 0.   [ 8 ]   M .   A mi r i ,   A .   H .   J a f a r i ,   B .   M a k k i a b a d i ,   a n d   S .   N a z a r i ,   “ R e c o g n i z i n g   i n t e r t w i n e d   p a t t e r n s  u s i n g   a   n e t w o r k   o f   sp i k i n g   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   p l a t f o r ms , ”   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p .   1 9 4 3 6 ,   N o v .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 022 - 2 3 3 2 0 - 8.   [ 9 ]   H .   Z h e n g   e t   a l . ,   “ Te m p o r a l   d e n d r i t i c   h e t e r o g e n e i t y   i n c o r p o r a t e d   w i t h   s p i k i n g   n e u r a l   n e t w o r k s  f o r   l e a r n i n g   mu l t i - t i mes c a l e   d y n a mi c s , ”   N a t u re   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p .   2 7 7 ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 4 6 7 - 0 2 3 - 4 4 6 1 4 - z.   [ 1 0 ]   Z.   Y a n ,   J.   Z h o u ,   a n d   W . - F .   W o n g ,   “ E n e r g y   e f f i c i e n t   EC G   c l a ss i f i c a t i o n   w i t h   s p i k i n g   n e u r a l   n e t w o r k , ”   B i o m e d i c a l   S i g n a l   Pro c e ssi n g   a n d   C o n t ro l ,   v o l .   6 3 ,   p .   1 0 2 1 7 0 ,   J a n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b s p c . 2 0 2 0 . 1 0 2 1 7 0 .   [ 1 1 ]   F .   C o r r a d i   e t   a l . ,   “ E C G - b a se d   h e a r t b e a t   c l a ssi f i c a t i o n   i n   n e u r o m o r p h i c   h a r d w a r e , ”   i n   2 0 1 9   I n t e rn a t i o n a l   J o i n t   C o n f e re n c e   o n   N e u ra l   N e t w o rks   ( I J C N N ) ,   Ju l .   2 0 1 9 ,   p p .   1 – 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I JC N N . 2 0 1 9 . 8 8 5 2 2 7 9 .   [ 1 2 ]   S .   A z i z ,   M .   U .   K h a n ,   M .   A l h a i so n i ,   T.   A k r a m,   a n d   M .   A l t a f ,   “ P h o n o c a r d i o g r a m   si g n a l   p r o c e ss i n g   f o r   a u t o m a t i c   d i a g n o s i s   o f   c o n g e n i t a l   h e a r t   d i so r d e r s   t h r o u g h   f u si o n   o f   t e m p o r a l   a n d   c e p s t r a l   f e a t u r e s, ”   S e n s o rs ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 3 ,   p .   3 7 9 0 ,   Ju l .   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 1 3 3 7 9 0 .   [ 1 3 ]   L.   X i a o x u e   e t   a l . ,   “ R e v i e w   o f   me d i c a l   d a t a   a n a l y si s   b a s e d   o n   s p i k i n g   n e u r a l   n e t w o r k s,”   Pr o c e d i a   C o m p u t e r  S c i e n c e ,   v o l .   2 2 1 ,     p p .   1 5 2 7 – 1 5 3 8 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s. 2 0 2 3 . 0 8 . 1 3 8 .   [ 1 4 ]   Y .   G u o   e t   a l . ,   “ R e a l   s p i k e :   l e a r n i n g   r e a l - v a l u e d   s p i k e s   f o r   s p i k i n g   n e u r a l   n e t w o r k s, ”   i n   L e c t u r e   N o t e s   i n   C o m p u t e r  S c i e n c e   ( i n c l u d i n g   s u b s e ri e s  L e c t u re  N o t e s  i n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   L e c t u re   N o t e s  i n   B i o i n f o rm a t i c s) ,   v o l .   1 3 6 7 2   LN C S ,   2 0 2 2 ,     p p .   5 2 – 6 8 .   [ 1 5 ]   A .   S o d h r o ,   A .   S a n g a i a h ,   G .   S o d h r o ,   S .   L o h a n o ,   a n d   S .   P i r b h u l a l ,   “ A n   e n e r g y - e f f i c i e n t   a l g o r i t h m   f o r   w e a r a b l e   e l e c t r o c a r d i o g r a m   si g n a l   p r o c e ss i n g   i n   u b i q u i t o u s   h e a l t h c a r e   a p p l i c a t i o n s , ”   S e n s o rs ,   v o l .   1 8 ,   n o .   3 ,   p .   9 2 3 ,   M a r .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s1 8 0 3 0 9 2 3 .   [ 1 6 ]   M .   U .   K h a n ,   S .   A z i z ,   S .   Z .   H a ss a n   N a q v i ,   a n d   A .   R e h ma n ,   “ C l a ss i f i c a t i o n   o f   c o r o n a r y   a r t e r y   d i s e a s e s  u s i n g   e l e c t r o c a r d i o g r a m   si g n a l s, ”   i n   2 0 2 0   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Em e r g i n g   T r e n d s   i n   S m a rt   T e c h n o l o g i e s   ( I C ET S T ) ,   M a r .   2 0 2 0 ,   p p .   1 – 5 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C ETST 4 9 9 6 5 . 2 0 2 0 . 9 0 8 0 6 9 4 .   [ 1 7 ]   J.  Zh e n g ,   J.  Zh a n g ,   S .   D a n i o k o ,   H .   Y a o ,   H .   G u o ,   a n d   C .   R a k o v s k i ,   “ A   1 2 - l e a d   e l e c t r o c a r d i o g r a m d a t a b a se  f o r   a r r h y t h mi a   r e sea r c h   c o v e r i n g   m o r e   t h a n   1 0 , 0 0 0   p a t i e n t s,”   S c i e n t i f i c   D a t a ,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   p .   4 8 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 7 - 0 2 0 - 0 3 8 6 - x.   [ 1 8 ]   Q .   Li u   a n d   Z.   Z h a n g ,   “ U l t r a l o w   p o w e r   a l w a y s - o n   i n t e l l i g e n t   a n d   c o n n e c t e d   S N N - b a se d   sy s t e m   f o r   mu l t i me d i a   I o T - e n a b l e d   a p p l i c a t i o n s, ”   I EE E  I n t e r n e t   o f   T h i n g s J o u r n a l ,   v o l .   9 ,   n o .   1 7 ,   p p .   1 5 5 7 0 – 1 5 5 7 7 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 2 2 . 3 1 5 0 3 0 7 .   [ 1 9 ]   A .   R a n a   a n d   K .   K .   K i m,  “ A   n o v e l   s p i k i n g   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   EC G   s i g n a l   c l a ssi f i c a t i o n , ”   J O U RN AL O F  S EN S O R  S C I EN C E  A N D   T EC H N O L O G Y ,   v o l .   3 0 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 – 2 4 ,   Ja n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 4 6 6 7 0 / JS S T. 2 0 2 1 . 3 0 . 1 . 2 0 .   [ 2 0 ]   L.   G u o ,   G .   S i m ,   a n d   B .   M a t u s z e w s k i ,   “ I n t e r - p a t i e n t   EC G   c l a ssi f i c a t i o n   w i t h   c o n v o l u t i o n a l   a n d   r e c u r r e n t   n e u r a l   n e t w o r k s, ”   Bi o c y b e r n e t i c s  a n d   Bi o m e d i c a l   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   3 9 ,   n o .   3 ,   p p .   8 6 8 – 8 7 9 ,   J u l .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b b e . 2 0 1 9 . 0 6 . 0 0 1 .   [ 2 1 ]   S .   J.   R .   J .   Lo g a n t h a   e t   a l . ,   “ S i n u s   n o d e - l i k e   p a c e ma k e r   mec h a n i sms   r e g u l a t e   e c t o p i c   p a c e m a k e r   a c t i v i t y   i n   t h e   a d u l t   r a t   a t r i o v e n t r i c u l a r   r i n g , ”   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p .   1 1 7 8 1 ,   A u g .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 0 1 9 - 4 8 2 7 6 - 0.   [ 2 2 ]   A .   Je y a s o t h y ,   S .   S u n d a r a m,  a n d   N .   S u n d a r a r a j a n ,   “ S EFRO N :   a   n e w   s p i k i n g   n e u r o n   mo d e l   w i t h   t i m e - v a r y i n g   sy n a p t i c   e f f i c a c y   f u n c t i o n   f o r   p a t t e r n   c l a ssi f i c a t i o n , ”   I E EE  T r a n s a c t i o n s  o n   N e u r a l   N e t w o r k s   a n d   L e a r n i n g   S y s t e m s ,   v o l .   3 0 ,   n o .   4 ,   p p .   1 2 3 1 – 1 2 4 0 ,   A p r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TN N LS. 2 0 1 8 . 2 8 6 8 8 7 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       N eu r o n s   to   h ea r tb ea ts :   s p ikin g   n eu r a l n etw o r ks fo r   …  ( N o r   A ma lia   Da ya n a   B in ti Mo h a m a d   N o o r )   871   [ 2 3 ]   F .   L i u ,   W .   Zh a o ,   Y .   C h e n ,   Z.   W a n g ,   T.   Y a n g ,   a n d   L.   Ji a n g ,   “ S S TD P :   S u p e r v i s e d   s p i k e   t i m i n g   d e p e n d e n t   p l a s t i c i t y   f o r   e f f i c i e n t   sp i k i n g   n e u r a l   n e t w o r k   t r a i n i n g , ”   Fro n t i e rs  i n   N e u ro s c i e n c e ,   v o l .   1 5 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f n i n s . 2 0 2 1 . 7 5 6 8 7 6 .   [ 2 4 ]   T.   S u mi   a n d   K .   H a r a d a ,   “ M e c h a n i s m  u n d e r l y i n g   h i p p o c a m p a l   l o n g - t e r m  p o t e n t i a t i o n   a n d   d e p r e ssi o n   b a se d   o n   c o m p e t i t i o n   b e t w e e n   e n d o c y t o s i s   a n d   e x o c y t o s i s  o f   A M P A   r e c e p t o r s , ”   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p .   1 4 7 1 1 ,   S e p .   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 020 - 7 1 5 2 8 - 3.   [ 2 5 ]   A .   Jey a s o t h y ,   S .   R a m a sam y ,   a n d   S .   S u n d a r a m,   “ M L  m e t h o d s  i n   sp i k i n g   n e u r a l   n e t w o r k s  f o r   c l a ss i f i c a t i o n   p r o b l e ms, ”     I J C N N ,   n o .   Ju l y ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 3 1 4 0 / R G . 2 . 2 . 2 2 4 8 6 . 4 0 0 0 0 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       No r   Am a li a   Da y a n a   B in ti   Mo h a m a d   N o o r           is  c u rr e n tl y   u n d e rtak i n g   p o stg ra d u a te  st u d ies   a t   Un i v e rsiti   Tek n ik a l   M a lay sia   M e lak a   ( UTe M ),   M a lay sia .   S h e   h a s   c o m p lete d   h e r  M a ste r  o f  El e c tro n ic  En g i n e e rin g ,   s p e c ializin g   i n   El e c tro n ic  S y ste m s,  a t  UTe M   in   2 0 2 1 .   T h is   a c h iev e m e n t  f o ll o ws   h e r  g ra d u a ti o n   wit h   a   Ba c h e l o r  o f  El e c tro n ics   En g i n e e rin g   Tec h n o l o g y ,   f o c u si n g   o n   I n d u str ial  El e c tro n ics ,   with   Ho n o u rs  i n   2 0 2 0 ,   a lso   fro m   UTe M   i n   M a lac c a ,   M a lay sia .   He r  a c a d e m ic  jo u r n e y   is  m a rk e d   b y   a n   in te n se   e a g e rn e ss   to   e x p l o re   a n d   a ss imilate   k n o wle d g e   p e rt in e n t   t o   h e r  field   o f   stu d y ,   sh o wc a sin g   h e r  d e d ica ti o n   a n d   p a ss io n   fo r  h e r  s p e c ializa ti o n .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  p 0 2 2 2 1 0 0 0 4 @s tu d e n t . u tem . e d u . m y .       Wo n g   Y a n   Chi e w          is  a n   a ss o c iate   p ro fe ss o r  o f  th e   F a c u lt y   o f  El e c tro n ics   a n d   Co m p u ter  Tec h n o lo g y   a n d   En g i n e e rin g   a t   Un i v e rsiti   Tek n i k a l  M a lay sia   M e lak a   (UTe M ).     S h e   c o m p lete d   h e r  d o c to ra te  fro m   Th e   Un iv e rsity   o f  Ed i n b u rg h ,   Un it e d   Kin g d o m   in   2 0 1 4 .     S h e   h a s  m o re   th a n   n i n e   y e a rs   o f  in d u str y   e x p e rien c e   in   se m ico n d u c to r  d e sig n .   S h e   h a s   p re v io u sly   w o rk e d   a t  In f in e o n   T e c h n o l o g ies ,   In tel,   a n d   S o fa n t  T e c h n o l o g ies .   S h e   h a s  b e e n   in v o lv e d   in ten si v e ly   i n   t h e   re se a rc h   o f  IC  d e sig n ,   a p p li e d   i n telli g e n t  c o m p u ti n g ,   a n d   p o we r   m a n a g e m e n t/ h a rv e st in g   d e sig n .   S h e   is   a   re c ip ie n t  o f   d iffere n t   n a ti o n a l   a n d   i n tern a ti o n a l   a wa rd s  su c h   a s  ITE X,  INN OV ATE,   IEM ,   a n d   EDS   so c ieties .   S h e   is  e q u i p p e d   wit h   b o th   d e sig n   a n d   imp lem e n tatio n   sk il ls.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  y c wo n g @ u tem . e d u . m y .       Za r in a   Mo h d   No h           is   a   se n i o r  lec tu re r  a t  t h e   F a c u lt y   o f   El e c tro n ics   a n d   Co m p u ter   Tec h n o l o g y   a n d   E n g i n e e rin g   a t  Un iv e rsiti   Tek n ik a l  M a lay sia   M e lak a   (UTe M ).     S h e   re c e iv e d   h e r   P h . D.   d e g re e   fr o m   Un i v e rsiti   P u tra  M a lay sia   in   2 0 1 9   m a jo rin g   in   Co m p u ter   a n d   e m b e d d e d   sy ste m   e n g i n e e rin g .   Cu rre n tl y   a tt a c h e d   to   t h e   En g i n e e rin g   De p a rtme n t  i n   th e   fa c u lt y ,   s h e   h a s  ta u g h t  c o u rse s  m o stly   re late d   to   c o m p u ter  e n g i n e e rin g   c o u rse s.  He r  m a in   re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   c o m p u ter  e n g in e e rin g ,   e m b e d d e d   sy ste m s,  a n d   ima g e   p ro c e ss in g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  z a r in a . n o h @ u tem . e d u . m y .       Ra n jit  S i n g h   S a r b a n   S in g h           is  a n   a ss o c iate   p r o fe ss o r  a t  th e   S c h o o l  o f   En g i n e e rin g   a n d   Tec h n o lo g y ,   S u n wa y   Un i v e rsity ,   M a lay sia .   He   c o m p lete d   h is  d o c to ra te  fr o m   Bru n e l  U n iv e rsit y ,   L o n d o n   Un it e d   Kin g d o m   in   2 0 1 6 .   He   h a s  3   y e a rs  o f  i n d u strial  wo r k in g   e x p e rien c e   a s  a n   e n g in e e r  with   Wes tern   Dig it a l   S d n .   Bh d .   As   a n   a c a d e m icia n ,   h is  re se a r c h   a re a   m o stly   fo c u se d   o n   e m b e d d e d   sy ste m   d e sig n   –   b a tt e ry   m a n a g e m e n t  sy ste m s,  re n e wa b le   e n e rg y   s y ste m   d e v e lo p m e n t,   a n d   ima g e   p r o c e ss in g .   He   h a s  a lso   wo n   n u m e ro u s  n a ti o n a l   a n d   in tern a ti o n a l  a wa rd s  a t  ITE X,  M TE ,   INN OV A  Bru ss e ls,  a n d   m a n y   m o re .   He   is  a lso   a c ti v e ly   e n g a g i n g   wit h   in d u str ies   to   e q u i p   h ims e lf  with   i n d u strial  k n o wl e d g e ,   wh ich   c a n   b e   sh a re d   d u ri n g   h is   tea c h in g   a n d   lea rn i n g   a c ti v i ti e s  with   stu d e n ts.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   ra n ji ts@s u n wa y . e d u . m y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.