基于機器學習的心電信號識別分類算法研究及軟件實現(xiàn)
發(fā)布時間：2021-10-30 03:26
隨著人們生活和工作壓力的逐步加大,心血管疾病已經成為人類生命健康的一大威脅。心電圖能夠有效地反應心臟健康狀況,是心血管疾病檢測常規(guī)且有效的手段,在臨床上具有重要價值,被廣泛應用于心血管疾病診斷中。因此研究一套有效的心電信號識別分類算法具有重要意義。本文主要研究內容如下:首先采用帶通濾波器對MIT-BIH數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行去噪處理,對預處理后的數(shù)據(jù)進行波群檢測,對基于二進樣條小波進行R波峰值點檢測進行改進,加入自適應閾值檢測極值對,減少R波的漏檢、誤檢。提出斜率閾值平臺搜索法檢測QS波的峰值點及起始點,基于QRS波的檢測信息采用斜率最值平臺搜索法進行P、T波峰值及起始點檢測,提高了波群檢測準確率。根據(jù)波群檢測信息計算特征值,計算了RR間期、QT間期等12種特征值。采用遺傳算法對支持向量機的懲罰因子和核參數(shù)進行優(yōu)化,基于特征值對5種心電信號進行分類,進行性能評估,結果表明采用遺傳算法優(yōu)化后的支持向量機識別分類性能更優(yōu),準確率得到提高。然后基于卷積神經網(wǎng)絡對5種心電信號分類,分別設計一維卷積神經網(wǎng)絡和二維卷積神經網(wǎng)絡模型,對分類性能進行評估,結果表明卷積神經網(wǎng)絡的性能優(yōu)于遺傳算法支持向量機的...
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：72 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
心臟結構圖
第 1 章 緒 論動傳導到心房，而使得心房進行去極化動作，然后從心房出發(fā)的沖動傳導到房，之后產生了傳導的延遲，而這關鍵的延遲令心房進行收縮的動作，使得心室進入大量的血液。沖動經過房室結之后通過左、右束進行沖動的傳播，最后到肯野纖維使得心室去極化[25]。竇房結、心房肌細胞、房室結、浦肯野細胞和心細胞每分鐘動作的次數(shù)分別是：60-100、55-60、45-50、35-40 和 30-35。在臨床醫(yī)學中，心電圖是檢測心臟是否進行正常工作的有效手段，因為心電夠記錄心肌細胞除極化和復極化動作，從而反映心臟各個部分是否為正常的生態(tài)。如圖 1-2 所示，心電圖的一個完整的心臟活動周期是由 P 波、QRS 波、T及可能存在的 U 波組成，其中 RR 期間是兩個相鄰的 R 波波峰之間的時間周期過圖 1-2 本文按照每一個波形是心臟的哪一個部分在動作、時間和電位的范圍、波形特征仔細介紹。
第 1 章 緒 論始到 T 波的終點。QT 間期與心率呈現(xiàn)反比例關系，即心率增快則 QT 間期變短，心率變慢而 QT 間期變長。隨著年齡的增長同一個人的 QT 間期會增加。如果出現(xiàn) Q間期變短則可能是高鈣血癥，如果其延長可能是心肌缺血、低鈣血癥。1.2.2 心電圖導聯(lián)系統(tǒng)在臨床醫(yī)學中，根據(jù)大量學者采集 ECG 信號的積累根據(jù)采集 ECG 信號的電極放在不同位置和正、負極的連接方式進行分類，并將其稱之為心電圖的導聯(lián)。標準的導聯(lián)一般是由三種標準導聯(lián)、六種胸部導聯(lián)和三種加壓肢體導聯(lián)組成的十二導聯(lián)如圖 1-3 所示，十二導聯(lián)的符號表示的分別如下，I、II和III表示的三種標準導聯(lián)1V 、2V 、3V 、4V 、5V 和6V 表示的是六種胸部導聯(lián)；aVR 、aVL和aVF表示的是三種加壓肢體導聯(lián)。下面具體介紹以上三大種導聯(lián)的方式。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于卷積神經網(wǎng)絡的ECG信號識別方法[J]. 田婧,張敬,馬雪,徐曉濱,文成林. 杭州電子科技大學學報(自然科學版). 2018(06)
[2]便攜家庭式遠程定位ECG監(jiān)測預警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 王煒,趙開源,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)設計與應用[J]. 張春慨,尹奧,張景旺,田攀博,周穎,齊常青. 網(wǎng)絡與信息安全學報. 2017(10)
[4]異常心電圖的自動分析與診斷[J]. 李鋒,吳海峰,張能. 北京生物醫(yī)學工程. 2015(02)
[5]基于雙正交小波變換QRS波檢測方法研究與改進[J]. 劉佳昱,黃亦翔,李炳初,李彥明. 機電一體化. 2014(05)
[6]心電分析的新思路:根據(jù)散點特征標識心電波形[J]. 劉鳴,向晉濤,呂航. 中國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. 計算機工程. 2011(09)
[8]基于心電圖分析的心律失常分類[J]. 李坤陽,胡廣書. 清華大學學報(自然科學版). 2009(03)
[9]基于雙正交樣條小波的QRS波檢測[J]. 紀震,鄭秀玉,羅軍,李蓁. 深圳大學學報(理工版). 2008(02)
[10]心電信號QRS波群檢測算法研究[J]. 蘇麗,趙國良,李東明. 哈爾濱工程大學學報. 2005(04)
本文編號：3465956
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：72 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
心臟結構圖
第 1 章 緒 論動傳導到心房，而使得心房進行去極化動作，然后從心房出發(fā)的沖動傳導到房，之后產生了傳導的延遲，而這關鍵的延遲令心房進行收縮的動作，使得心室進入大量的血液。沖動經過房室結之后通過左、右束進行沖動的傳播，最后到肯野纖維使得心室去極化[25]。竇房結、心房肌細胞、房室結、浦肯野細胞和心細胞每分鐘動作的次數(shù)分別是：60-100、55-60、45-50、35-40 和 30-35。在臨床醫(yī)學中，心電圖是檢測心臟是否進行正常工作的有效手段，因為心電夠記錄心肌細胞除極化和復極化動作，從而反映心臟各個部分是否為正常的生態(tài)。如圖 1-2 所示，心電圖的一個完整的心臟活動周期是由 P 波、QRS 波、T及可能存在的 U 波組成，其中 RR 期間是兩個相鄰的 R 波波峰之間的時間周期過圖 1-2 本文按照每一個波形是心臟的哪一個部分在動作、時間和電位的范圍、波形特征仔細介紹。
第 1 章 緒 論始到 T 波的終點。QT 間期與心率呈現(xiàn)反比例關系，即心率增快則 QT 間期變短，心率變慢而 QT 間期變長。隨著年齡的增長同一個人的 QT 間期會增加。如果出現(xiàn) Q間期變短則可能是高鈣血癥，如果其延長可能是心肌缺血、低鈣血癥。1.2.2 心電圖導聯(lián)系統(tǒng)在臨床醫(yī)學中，根據(jù)大量學者采集 ECG 信號的積累根據(jù)采集 ECG 信號的電極放在不同位置和正、負極的連接方式進行分類，并將其稱之為心電圖的導聯(lián)。標準的導聯(lián)一般是由三種標準導聯(lián)、六種胸部導聯(lián)和三種加壓肢體導聯(lián)組成的十二導聯(lián)如圖 1-3 所示，十二導聯(lián)的符號表示的分別如下，I、II和III表示的三種標準導聯(lián)1V 、2V 、3V 、4V 、5V 和6V 表示的是六種胸部導聯(lián)；aVR 、aVL和aVF表示的是三種加壓肢體導聯(lián)。下面具體介紹以上三大種導聯(lián)的方式。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于卷積神經網(wǎng)絡的ECG信號識別方法[J]. 田婧,張敬,馬雪,徐曉濱,文成林. 杭州電子科技大學學報(自然科學版). 2018(06)
[2]便攜家庭式遠程定位ECG監(jiān)測預警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 王煒,趙開源,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)設計與應用[J]. 張春慨,尹奧,張景旺,田攀博,周穎,齊常青. 網(wǎng)絡與信息安全學報. 2017(10)
[4]異常心電圖的自動分析與診斷[J]. 李鋒,吳海峰,張能. 北京生物醫(yī)學工程. 2015(02)
[5]基于雙正交小波變換QRS波檢測方法研究與改進[J]. 劉佳昱,黃亦翔,李炳初,李彥明. 機電一體化. 2014(05)
[6]心電分析的新思路:根據(jù)散點特征標識心電波形[J]. 劉鳴,向晉濤,呂航. 中國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. 計算機工程. 2011(09)
[8]基于心電圖分析的心律失常分類[J]. 李坤陽,胡廣書. 清華大學學報(自然科學版). 2009(03)
[9]基于雙正交樣條小波的QRS波檢測[J]. 紀震,鄭秀玉,羅軍,李蓁. 深圳大學學報(理工版). 2008(02)
[10]心電信號QRS波群檢測算法研究[J]. 蘇麗,趙國良,李東明. 哈爾濱工程大學學報. 2005(04)
本文編號：3465956
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