【摘要】：隨著人們愈加重視自身健康,對(duì)個(gè)人健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的需求程度也就不斷提高。針對(duì)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)特征提取和分類(lèi)準(zhǔn)確率方面的優(yōu)勢(shì),本文圍繞基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的心電信號(hào)檢測(cè)和分類(lèi)方法展開(kāi)研究。本文對(duì)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在心電信號(hào)檢測(cè)分類(lèi)中的應(yīng)用進(jìn)行了概述,對(duì)脈沖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了映射優(yōu)化,對(duì)脈沖化前后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了比較,對(duì)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的心電信號(hào)檢測(cè)分類(lèi)方法進(jìn)行了研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括:1、跨層級(jí)的脈沖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射算法研究。針對(duì)脈沖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在片上網(wǎng)絡(luò)上的映射優(yōu)化問(wèn)題,提出了跨層脈沖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射算法。通過(guò)把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中不同層神經(jīng)元映射到相同片上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上,將神經(jīng)元之間的包傳輸限制在節(jié)點(diǎn)內(nèi),減輕鏈路負(fù)載。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)動(dòng)態(tài)重映射神經(jīng)元,實(shí)現(xiàn)對(duì)于各種網(wǎng)絡(luò)輸入向量均能達(dá)到很好的適應(yīng)性。對(duì)于心電分類(lèi)應(yīng)用,以基于群的順序映射結(jié)果為比較對(duì)象,該映射方法將平均包傳輸延時(shí)和傳輸功耗分別降低了 16.2%和14.9%。針對(duì)該應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)還比較得出了脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于傳統(tǒng)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在識(shí)別準(zhǔn)確率和識(shí)別效率的不足。2、基于兩級(jí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的QRS波群檢測(cè)研究。針對(duì)傳統(tǒng)方法依賴于固定的人造特征問(wèn)題,提出了一種基于兩級(jí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的QRS波群檢測(cè)方法。該方法在信號(hào)預(yù)處理階段只對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行差分和取平均值操作;通過(guò)對(duì)象級(jí)和部分級(jí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),自動(dòng)對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行不同粒度的形態(tài)特征提取;提取的特征通過(guò)多層前向全相連網(wǎng)絡(luò)用于QRS波群檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法不僅取得了和其他檢測(cè)方法可比較的99.7%準(zhǔn)確率,而且還減小了計(jì)算時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。3、基于注意機(jī)制的心跳分類(lèi)研究。為了檢測(cè)心律失常,在QRS波群檢測(cè)的基礎(chǔ)上,針對(duì)傳統(tǒng)方法依賴于固定的人造特征問(wèn)題,提出了一種基于注意機(jī)制并具有患者特異性的心跳分類(lèi)方法。該方法在信號(hào)預(yù)處理階段對(duì)每個(gè)心跳進(jìn)行信號(hào)分辨率重新調(diào)整;通過(guò)對(duì)象級(jí)和部分級(jí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),自動(dòng)對(duì)每個(gè)心跳及其各波段進(jìn)行不同粒度的形態(tài)特征提取;通過(guò)對(duì)相鄰R峰間距差的計(jì)算,得到對(duì)應(yīng)心跳的時(shí)域動(dòng)態(tài)特征;提取的特征通過(guò)多層前向全相連網(wǎng)絡(luò)用于心跳分類(lèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該分類(lèi)方法能夠達(dá)到98.5%準(zhǔn)確率。該方法在降低了心電信號(hào)存儲(chǔ)空間的同時(shí)提高了心跳分類(lèi)準(zhǔn)確率。本文提出的核心技術(shù)共同支撐起卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在心電檢測(cè)和分類(lèi)應(yīng)用上的可行性和可靠性,進(jìn)而為輕量級(jí)個(gè)人健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究奠定了理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN911.7;TP183
【圖文】：

圖１．１正常心電信號(hào)波形逡逑如今，很多人正遭受心血管疾病的威脅，心律失常就是其中主要部分之一。逡逑心律失常不僅會(huì)加重患者原有心臟疾病，而且還會(huì)導(dǎo)致患者突然死亡［１５］。心律失逡逑常包括有生命危險(xiǎn)和無(wú)生命危險(xiǎn)兩種類(lèi)型。有生命危險(xiǎn)的心律失常主要包括心室逡逑顫動(dòng)和心室心動(dòng)過(guò)速兩種。無(wú)生命危險(xiǎn)的心律失常需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，以確保能夠盡逡逑早發(fā)現(xiàn)該心律失常引發(fā)的其他病理問(wèn)題。早期針對(duì)心律失常的診斷方式主要是依逡逑靠醫(yī)生對(duì)心電信號(hào)波形進(jìn)行分析從而識(shí)別出具體的心律失常類(lèi)型。但是，針對(duì)持逡逑續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的心電信號(hào)記錄，通過(guò)人工手段對(duì)心律失常類(lèi)型進(jìn)行識(shí)別既耗時(shí)又不切逡逑實(shí)際。因此，通過(guò)自動(dòng)化手段進(jìn)行實(shí)時(shí)心電檢測(cè)分類(lèi)可以對(duì)心律失常識(shí)別起到很逡逑大的輔助作用。自動(dòng)心電信號(hào)檢測(cè)分類(lèi)主要可以分為預(yù)處理、分段、特征提取和逡逑分類(lèi)四個(gè)步驟。逡逑３逡逑

3電力線干俄嗓聲(SOHz]

基線漂移嗓聲

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7 朱n

本文編號(hào)：2805217