基于機(jī)器學(xué)習(xí)的心電信號(hào)識(shí)別分類算法研究及軟件實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-30 03:26
隨著人們生活和工作壓力的逐步加大,心血管疾病已經(jīng)成為人類生命健康的一大威脅。心電圖能夠有效地反應(yīng)心臟健康狀況,是心血管疾病檢測(cè)常規(guī)且有效的手段,在臨床上具有重要價(jià)值,被廣泛應(yīng)用于心血管疾病診斷中。因此研究一套有效的心電信號(hào)識(shí)別分類算法具有重要意義。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:首先采用帶通濾波器對(duì)MIT-BIH數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理,對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行波群檢測(cè),對(duì)基于二進(jìn)樣條小波進(jìn)行R波峰值點(diǎn)檢測(cè)進(jìn)行改進(jìn),加入自適應(yīng)閾值檢測(cè)極值對(duì),減少R波的漏檢、誤檢。提出斜率閾值平臺(tái)搜索法檢測(cè)QS波的峰值點(diǎn)及起始點(diǎn),基于QRS波的檢測(cè)信息采用斜率最值平臺(tái)搜索法進(jìn)行P、T波峰值及起始點(diǎn)檢測(cè),提高了波群檢測(cè)準(zhǔn)確率。根據(jù)波群檢測(cè)信息計(jì)算特征值,計(jì)算了RR間期、QT間期等12種特征值。采用遺傳算法對(duì)支持向量機(jī)的懲罰因子和核參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,基于特征值對(duì)5種心電信號(hào)進(jìn)行分類,進(jìn)行性能評(píng)估,結(jié)果表明采用遺傳算法優(yōu)化后的支持向量機(jī)識(shí)別分類性能更優(yōu),準(zhǔn)確率得到提高。然后基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)5種心電信號(hào)分類,分別設(shè)計(jì)一維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和二維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,對(duì)分類性能進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果表明卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)于遺傳算法支持向量機(jī)的...
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
心臟結(jié)構(gòu)圖
第 1 章 緒 論動(dòng)傳導(dǎo)到心房,而使得心房進(jìn)行去極化動(dòng)作,然后從心房出發(fā)的沖動(dòng)傳導(dǎo)到房,之后產(chǎn)生了傳導(dǎo)的延遲,而這關(guān)鍵的延遲令心房進(jìn)行收縮的動(dòng)作,使得心室進(jìn)入大量的血液。沖動(dòng)經(jīng)過(guò)房室結(jié)之后通過(guò)左、右束進(jìn)行沖動(dòng)的傳播,最后到肯野纖維使得心室去極化[25]。竇房結(jié)、心房肌細(xì)胞、房室結(jié)、浦肯野細(xì)胞和心細(xì)胞每分鐘動(dòng)作的次數(shù)分別是:60-100、55-60、45-50、35-40 和 30-35。在臨床醫(yī)學(xué)中,心電圖是檢測(cè)心臟是否進(jìn)行正常工作的有效手段,因?yàn)樾碾妷蛴涗浶募〖?xì)胞除極化和復(fù)極化動(dòng)作,從而反映心臟各個(gè)部分是否為正常的生態(tài)。如圖 1-2 所示,心電圖的一個(gè)完整的心臟活動(dòng)周期是由 P 波、QRS 波、T及可能存在的 U 波組成,其中 RR 期間是兩個(gè)相鄰的 R 波波峰之間的時(shí)間周期過(guò)圖 1-2 本文按照每一個(gè)波形是心臟的哪一個(gè)部分在動(dòng)作、時(shí)間和電位的范圍、波形特征仔細(xì)介紹。
第 1 章 緒 論始到 T 波的終點(diǎn)。QT 間期與心率呈現(xiàn)反比例關(guān)系,即心率增快則 QT 間期變短,心率變慢而 QT 間期變長(zhǎng)。隨著年齡的增長(zhǎng)同一個(gè)人的 QT 間期會(huì)增加。如果出現(xiàn) Q間期變短則可能是高鈣血癥,如果其延長(zhǎng)可能是心肌缺血、低鈣血癥。1.2.2 心電圖導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)在臨床醫(yī)學(xué)中,根據(jù)大量學(xué)者采集 ECG 信號(hào)的積累根據(jù)采集 ECG 信號(hào)的電極放在不同位置和正、負(fù)極的連接方式進(jìn)行分類,并將其稱之為心電圖的導(dǎo)聯(lián)。標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)聯(lián)一般是由三種標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)、六種胸部導(dǎo)聯(lián)和三種加壓肢體導(dǎo)聯(lián)組成的十二導(dǎo)聯(lián)如圖 1-3 所示,十二導(dǎo)聯(lián)的符號(hào)表示的分別如下,I、II和III表示的三種標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)1V 、2V 、3V 、4V 、5V 和6V 表示的是六種胸部導(dǎo)聯(lián);aVR 、aVL和aVF表示的是三種加壓肢體導(dǎo)聯(lián)。下面具體介紹以上三大種導(dǎo)聯(lián)的方式。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的ECG信號(hào)識(shí)別方法[J]. 田婧,張敬,馬雪,徐曉濱,文成林. 杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[2]便攜家庭式遠(yuǎn)程定位ECG監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 王煒,趙開(kāi)源,陳宏. 電子器件. 2017(06)
[3]基于多重分形理論的心電診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 張春慨,尹奧,張景旺,田攀博,周穎,齊常青. 網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報(bào). 2017(10)
[4]異常心電圖的自動(dòng)分析與診斷[J]. 李鋒,吳海峰,張能. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2015(02)
[5]基于雙正交小波變換QRS波檢測(cè)方法研究與改進(jìn)[J]. 劉佳昱,黃亦翔,李炳初,李彥明. 機(jī)電一體化. 2014(05)
[6]心電分析的新思路:根據(jù)散點(diǎn)特征標(biāo)識(shí)心電波形[J]. 劉鳴,向晉濤,呂航. 中國(guó)心臟起搏與心電生理雜志. 2013(01)
[7]用于心電波形分析的相似性度量策略[J]. 練仕榴,鄭剛,牟善玲. 計(jì)算機(jī)工程. 2011(09)
[8]基于心電圖分析的心律失常分類[J]. 李坤陽(yáng),胡廣書(shū). 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)
[9]基于雙正交樣條小波的QRS波檢測(cè)[J]. 紀(jì)震,鄭秀玉,羅軍,李蓁. 深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版). 2008(02)
[10]心電信號(hào)QRS波群檢測(cè)算法研究[J]. 蘇麗,趙國(guó)良,李東明. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
本文編號(hào):3465956
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
心臟結(jié)構(gòu)圖
第 1 章 緒 論動(dòng)傳導(dǎo)到心房,而使得心房進(jìn)行去極化動(dòng)作,然后從心房出發(fā)的沖動(dòng)傳導(dǎo)到房,之后產(chǎn)生了傳導(dǎo)的延遲,而這關(guān)鍵的延遲令心房進(jìn)行收縮的動(dòng)作,使得心室進(jìn)入大量的血液。沖動(dòng)經(jīng)過(guò)房室結(jié)之后通過(guò)左、右束進(jìn)行沖動(dòng)的傳播,最后到肯野纖維使得心室去極化[25]。竇房結(jié)、心房肌細(xì)胞、房室結(jié)、浦肯野細(xì)胞和心細(xì)胞每分鐘動(dòng)作的次數(shù)分別是:60-100、55-60、45-50、35-40 和 30-35。在臨床醫(yī)學(xué)中,心電圖是檢測(cè)心臟是否進(jìn)行正常工作的有效手段,因?yàn)樾碾妷蛴涗浶募〖?xì)胞除極化和復(fù)極化動(dòng)作,從而反映心臟各個(gè)部分是否為正常的生態(tài)。如圖 1-2 所示,心電圖的一個(gè)完整的心臟活動(dòng)周期是由 P 波、QRS 波、T及可能存在的 U 波組成,其中 RR 期間是兩個(gè)相鄰的 R 波波峰之間的時(shí)間周期過(guò)圖 1-2 本文按照每一個(gè)波形是心臟的哪一個(gè)部分在動(dòng)作、時(shí)間和電位的范圍、波形特征仔細(xì)介紹。
第 1 章 緒 論始到 T 波的終點(diǎn)。QT 間期與心率呈現(xiàn)反比例關(guān)系,即心率增快則 QT 間期變短,心率變慢而 QT 間期變長(zhǎng)。隨著年齡的增長(zhǎng)同一個(gè)人的 QT 間期會(huì)增加。如果出現(xiàn) Q間期變短則可能是高鈣血癥,如果其延長(zhǎng)可能是心肌缺血、低鈣血癥。1.2.2 心電圖導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)在臨床醫(yī)學(xué)中,根據(jù)大量學(xué)者采集 ECG 信號(hào)的積累根據(jù)采集 ECG 信號(hào)的電極放在不同位置和正、負(fù)極的連接方式進(jìn)行分類,并將其稱之為心電圖的導(dǎo)聯(lián)。標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)聯(lián)一般是由三種標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)、六種胸部導(dǎo)聯(lián)和三種加壓肢體導(dǎo)聯(lián)組成的十二導(dǎo)聯(lián)如圖 1-3 所示,十二導(dǎo)聯(lián)的符號(hào)表示的分別如下,I、II和III表示的三種標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)1V 、2V 、3V 、4V 、5V 和6V 表示的是六種胸部導(dǎo)聯(lián);aVR 、aVL和aVF表示的是三種加壓肢體導(dǎo)聯(lián)。下面具體介紹以上三大種導(dǎo)聯(lián)的方式。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的ECG信號(hào)識(shí)別方法[J]. 田婧,張敬,馬雪,徐曉濱,文成林. 杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[2]便攜家庭式遠(yuǎn)程定位ECG監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 王煒,趙開(kāi)源,陳宏. 電子器件. 2017(06)
[3]基于多重分形理論的心電診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 張春慨,尹奧,張景旺,田攀博,周穎,齊常青. 網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報(bào). 2017(10)
[4]異常心電圖的自動(dòng)分析與診斷[J]. 李鋒,吳海峰,張能. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2015(02)
[5]基于雙正交小波變換QRS波檢測(cè)方法研究與改進(jìn)[J]. 劉佳昱,黃亦翔,李炳初,李彥明. 機(jī)電一體化. 2014(05)
[6]心電分析的新思路:根據(jù)散點(diǎn)特征標(biāo)識(shí)心電波形[J]. 劉鳴,向晉濤,呂航. 中國(guó)心臟起搏與心電生理雜志. 2013(01)
[7]用于心電波形分析的相似性度量策略[J]. 練仕榴,鄭剛,牟善玲. 計(jì)算機(jī)工程. 2011(09)
[8]基于心電圖分析的心律失常分類[J]. 李坤陽(yáng),胡廣書(shū). 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)
[9]基于雙正交樣條小波的QRS波檢測(cè)[J]. 紀(jì)震,鄭秀玉,羅軍,李蓁. 深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版). 2008(02)
[10]心電信號(hào)QRS波群檢測(cè)算法研究[J]. 蘇麗,趙國(guó)良,李東明. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
本文編號(hào):3465956
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