基于BiLSTM的多導(dǎo)聯(lián)心電圖心律失常檢測(cè)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-19 14:33
隨著我國(guó)人口老齡化進(jìn)程的不斷加劇以及現(xiàn)代青年人的壓力不斷增大,心律失常的發(fā)病率也在逐步上升。目前檢測(cè)心律失常的方法是人工解釋12導(dǎo)聯(lián)心電圖,要求心電醫(yī)生或臨床技術(shù)人員對(duì)心電圖進(jìn)行失常檢查。人工解釋心電圖過于耗時(shí)耗力,并且要求醫(yī)生具備豐富的心電病理知識(shí)和心電疾病診斷經(jīng)驗(yàn)。因此,如何更好地自動(dòng)檢測(cè)12導(dǎo)聯(lián)心電圖中的心律失常是一個(gè)十分重要并且具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本文針對(duì)多導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)進(jìn)行9種心律失常類別的識(shí)別研究:正常(N),心房顫動(dòng)(AF),I度房室阻滯(I-AVB),左束支阻滯(LBBB),右束支阻滯(RBBB),房性早搏(PAC),室性早搏(PVC),ST段降低(STD),ST段抬升(STE),它們被認(rèn)為是心律失常的代表。本文的主要工作如下:1、針對(duì)12導(dǎo)聯(lián)心電圖數(shù)字化問題,采用HSV閾值、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)等技術(shù)將心電圖轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并針對(duì)心電圖中普遍存在的導(dǎo)聯(lián)波形交叉問題,提出了一個(gè)雙向曲線預(yù)測(cè)方法來跟蹤導(dǎo)聯(lián)波形,確保心電圖數(shù)字化的準(zhǔn)確性以及成功率。2、針對(duì)心電信號(hào)中的噪聲干擾問題,首先采用零相位的低通巴特沃斯濾波器結(jié)合雙樹復(fù)小波變換濾除心電信號(hào)中的高低頻噪聲。3、針對(duì)心電信號(hào)中特征提取問...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
2導(dǎo)聯(lián)心電圖導(dǎo)聯(lián)交叉
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論3隔,PR間期,QRS間期,QT間期,ST間期,PR段水平,ST段水平,RR間期等,如圖1-3所示。因此,要想有效的理解心電信號(hào)的生理表示,不僅需要關(guān)注時(shí)間信息的表示,還要考慮信號(hào)的空間表達(dá)例如各個(gè)波的振幅和形態(tài)。圖1-112導(dǎo)聯(lián)心電圖導(dǎo)聯(lián)交叉圖1-2各個(gè)波段常見波形變換
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論4圖1-3心電形態(tài)特征4.融合12導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)信息由于心電數(shù)據(jù)有12導(dǎo)聯(lián),因此會(huì)產(chǎn)生12個(gè)通道。在對(duì)心電圖進(jìn)行數(shù)據(jù)診斷時(shí),不僅需要關(guān)注單個(gè)到連信號(hào)波形的形態(tài)特征,還要融合其他導(dǎo)聯(lián)波形上的形態(tài)特征,需要對(duì)12導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)。現(xiàn)有的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)并沒有合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而且在常用的心電數(shù)據(jù)中,存在數(shù)據(jù)不等長(zhǎng),頻率不一致等問題。因此,要在12導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)上獲得良好的識(shí)別效果,不僅需要考慮適合的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還需要考慮構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)組織方法。1.3研究現(xiàn)狀關(guān)于心電信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別研究工作,最早起始于1982年,Mark等人[3]首次介紹了MIT-BIH心律失常數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作。從此,國(guó)內(nèi)外的研究學(xué)者開展了對(duì)心電信號(hào)中的心律失常檢測(cè)的研究工作,一系列用于心電圖數(shù)字化、心電信號(hào)降噪、心電信號(hào)波形識(shí)別以及心電異常檢測(cè)識(shí)別的方法被提出,并在相關(guān)的心電數(shù)據(jù)集上獲得了較為顯著的成果。隨著研究成果不斷增多,對(duì)心電信號(hào)的分類識(shí)別工作也漸漸形成了一套標(biāo)準(zhǔn)的研究流程,主要包括心電圖轉(zhuǎn)為數(shù)字心電信號(hào)、心電信號(hào)的降噪、提取心電信號(hào)的波形形態(tài)特征以及識(shí)別模型的搭建與優(yōu)化。本節(jié)將對(duì)心電信號(hào)各部分工作的研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述。在心電圖數(shù)字化工作方面,先前的科學(xué)研究已經(jīng)提出了許多將生物醫(yī)學(xué)圖像信號(hào)(主要是心電圖)數(shù)字化的方法見文獻(xiàn)[4-10]。Badilini等人將[4]設(shè)計(jì)軟件命名為ECGScan,用于將心電圖記錄轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式,但是需要人工手動(dòng)選擇需要數(shù)字化的心電信號(hào)區(qū)域。在Kao等人[5]采用了一種形態(tài)學(xué)方法來去除心電圖記錄中的背景網(wǎng)格,并對(duì)二值圖像的第一周期距離垂直方向(PDVD)進(jìn)行異或運(yùn)算,該方法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)態(tài)心電圖在老年心律失常患者診斷中的應(yīng)用價(jià)值體會(huì)[J]. 陳堅(jiān). 心電圖雜志(電子版). 2019(04)
[2]結(jié)合雙樹復(fù)小波變換和滑動(dòng)平均濾波的心電信號(hào)去噪方法[J]. 劉牮,樓光海,黃微. 電子測(cè)量技術(shù). 2018(19)
[3]心電信號(hào)的降噪處理及其評(píng)價(jià)研究[J]. 孔令杰. 淮北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[4]12導(dǎo)聯(lián)動(dòng)態(tài)心電圖對(duì)無癥狀心肌缺血的診斷價(jià)值[J]. 張穎. 臨床醫(yī)學(xué). 2014(03)
[5]巴特沃斯低通濾波器的實(shí)現(xiàn)方法研究[J]. 趙曉群,張潔. 大連民族學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(01)
[6]基于Matlab的巴特沃斯數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 張廷尉,陳紅,王磊. 鞍山師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]心電信號(hào)預(yù)處理與心電信號(hào)分析[J]. 張帷,張石,鮑喜榮,張平. 現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)生物工程學(xué)雜志. 2005(04)
碩士論文
[1]ECG去噪和R波檢測(cè)的算法研究[D]. 王超.安徽大學(xué) 2018
[2]基于HSV空間的彩色圖像亞像素邊緣檢測(cè)[D]. 李麗莎.西安工業(yè)大學(xué) 2015
[3]基于小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異常心電信號(hào)分類研究[D]. 趙毅.太原理工大學(xué) 2015
[4]心電圖波形的形態(tài)學(xué)識(shí)別[D]. 余順.浙江師范大學(xué) 2014
本文編號(hào):3237993
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
2導(dǎo)聯(lián)心電圖導(dǎo)聯(lián)交叉
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論3隔,PR間期,QRS間期,QT間期,ST間期,PR段水平,ST段水平,RR間期等,如圖1-3所示。因此,要想有效的理解心電信號(hào)的生理表示,不僅需要關(guān)注時(shí)間信息的表示,還要考慮信號(hào)的空間表達(dá)例如各個(gè)波的振幅和形態(tài)。圖1-112導(dǎo)聯(lián)心電圖導(dǎo)聯(lián)交叉圖1-2各個(gè)波段常見波形變換
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論4圖1-3心電形態(tài)特征4.融合12導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)信息由于心電數(shù)據(jù)有12導(dǎo)聯(lián),因此會(huì)產(chǎn)生12個(gè)通道。在對(duì)心電圖進(jìn)行數(shù)據(jù)診斷時(shí),不僅需要關(guān)注單個(gè)到連信號(hào)波形的形態(tài)特征,還要融合其他導(dǎo)聯(lián)波形上的形態(tài)特征,需要對(duì)12導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)。現(xiàn)有的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)并沒有合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而且在常用的心電數(shù)據(jù)中,存在數(shù)據(jù)不等長(zhǎng),頻率不一致等問題。因此,要在12導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)上獲得良好的識(shí)別效果,不僅需要考慮適合的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還需要考慮構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)組織方法。1.3研究現(xiàn)狀關(guān)于心電信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別研究工作,最早起始于1982年,Mark等人[3]首次介紹了MIT-BIH心律失常數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作。從此,國(guó)內(nèi)外的研究學(xué)者開展了對(duì)心電信號(hào)中的心律失常檢測(cè)的研究工作,一系列用于心電圖數(shù)字化、心電信號(hào)降噪、心電信號(hào)波形識(shí)別以及心電異常檢測(cè)識(shí)別的方法被提出,并在相關(guān)的心電數(shù)據(jù)集上獲得了較為顯著的成果。隨著研究成果不斷增多,對(duì)心電信號(hào)的分類識(shí)別工作也漸漸形成了一套標(biāo)準(zhǔn)的研究流程,主要包括心電圖轉(zhuǎn)為數(shù)字心電信號(hào)、心電信號(hào)的降噪、提取心電信號(hào)的波形形態(tài)特征以及識(shí)別模型的搭建與優(yōu)化。本節(jié)將對(duì)心電信號(hào)各部分工作的研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述。在心電圖數(shù)字化工作方面,先前的科學(xué)研究已經(jīng)提出了許多將生物醫(yī)學(xué)圖像信號(hào)(主要是心電圖)數(shù)字化的方法見文獻(xiàn)[4-10]。Badilini等人將[4]設(shè)計(jì)軟件命名為ECGScan,用于將心電圖記錄轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式,但是需要人工手動(dòng)選擇需要數(shù)字化的心電信號(hào)區(qū)域。在Kao等人[5]采用了一種形態(tài)學(xué)方法來去除心電圖記錄中的背景網(wǎng)格,并對(duì)二值圖像的第一周期距離垂直方向(PDVD)進(jìn)行異或運(yùn)算,該方法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)態(tài)心電圖在老年心律失常患者診斷中的應(yīng)用價(jià)值體會(huì)[J]. 陳堅(jiān). 心電圖雜志(電子版). 2019(04)
[2]結(jié)合雙樹復(fù)小波變換和滑動(dòng)平均濾波的心電信號(hào)去噪方法[J]. 劉牮,樓光海,黃微. 電子測(cè)量技術(shù). 2018(19)
[3]心電信號(hào)的降噪處理及其評(píng)價(jià)研究[J]. 孔令杰. 淮北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[4]12導(dǎo)聯(lián)動(dòng)態(tài)心電圖對(duì)無癥狀心肌缺血的診斷價(jià)值[J]. 張穎. 臨床醫(yī)學(xué). 2014(03)
[5]巴特沃斯低通濾波器的實(shí)現(xiàn)方法研究[J]. 趙曉群,張潔. 大連民族學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(01)
[6]基于Matlab的巴特沃斯數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 張廷尉,陳紅,王磊. 鞍山師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]心電信號(hào)預(yù)處理與心電信號(hào)分析[J]. 張帷,張石,鮑喜榮,張平. 現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)生物工程學(xué)雜志. 2005(04)
碩士論文
[1]ECG去噪和R波檢測(cè)的算法研究[D]. 王超.安徽大學(xué) 2018
[2]基于HSV空間的彩色圖像亞像素邊緣檢測(cè)[D]. 李麗莎.西安工業(yè)大學(xué) 2015
[3]基于小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異常心電信號(hào)分類研究[D]. 趙毅.太原理工大學(xué) 2015
[4]心電圖波形的形態(tài)學(xué)識(shí)別[D]. 余順.浙江師范大學(xué) 2014
本文編號(hào):3237993
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