發(fā)布時間：2021-10-11 05:25

　　目的可穿戴設(shè)備能夠長時間實時監(jiān)測人體心臟狀況,其在心電信號監(jiān)測領(lǐng)域應用廣泛。但目前仍沒有公開的來自可穿戴設(shè)備的心電數(shù)據(jù)集,大部分心電信號分析算法都是針對醫(yī)院設(shè)備所采集的心電數(shù)據(jù)。因此,本文使用IREALCARE 2.0柔性遠程心電貼作為心電信號監(jiān)測和采集設(shè)備制作了可穿戴設(shè)備的心電數(shù)據(jù)集。針對可穿戴心電數(shù)據(jù)干擾多、數(shù)據(jù)量大等特點,本文提出了一種針對可穿戴設(shè)備獲得的心電信號進行自動分類的深層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),稱之為時空卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（time-spatial convolutional neural networks, TSCNN）。方法將原始的長時間心電信號分割為單個的心搏并與濾波后不同頻段的心搏數(shù)據(jù)組合成十通道的數(shù)據(jù)輸入到TSCNN中。TSCNN對每個心搏使用時間卷積和空間濾波來提取豐富的特征。采用小卷積核級聯(lián)卷積的方式提高分類性能,并降低網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)量和計算量。結(jié)果在本文制作的心電數(shù)據(jù)集上進行了測試,并與其他4種心電分類算法:CNN（convolutional neural networks）、RNN（recurrent neural networks）、1-DCNN（1-dimension... 

【文章來源】：中國圖象圖形學報. 2020,25(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

一個心搏由一個P波、一個QRS波和一個T波構(gòu)成

IREALCARE 2.0的整體外觀如圖2(a)(b)所示。它非常小巧和輕便,大小為8 cm(長)×3.1 cm(寬)×0.8 cm(厚),重量僅為13 g,因此長時間佩戴也不會感到不適。圖2(c)(d)顯示了IREALCARE 2.0的組成結(jié)構(gòu)。IREALCARE 2.0的核心組件是印刷電路板(printed circuit board, PCB)(圖2(e))。心電信號測量芯片和藍牙模塊集成在PCB上。其中心電信號測量芯片為ADS1291,這是一種用于生物電勢測量的低功耗2通道24位的模擬前端。它集成了低噪聲的可編程增益放大器(programmable gain amplifier, PGA)和高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog to digital converter, ADC)。其功能是采集和放大心電信號,并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。由于體積小、功耗低、集成度高和性能優(yōu)異,已廣泛用于醫(yī)療測量儀器、信號采集等方面。藍牙芯片使用的是nrf52832,它具有功能強大、高度靈活、低功耗等特點。IREALCARE2.0主要工作流程如圖3所示。ADS1291芯片用于采集心電信號,并對心電信號進行濾波和放大,然后將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

IREALCARE2.0主要工作流程如圖3所示。ADS1291芯片用于采集心電信號,并對心電信號進行濾波和放大,然后將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。最后,通過藍牙將其傳輸?shù)椒⻊?wù)器上進行后續(xù)處理。在服務(wù)器中,本文算法會對心電信號進行分析和分類,并將結(jié)果傳輸給用戶和醫(yī)生。


本文編號：3429873