[发明专利]一种可移动心电图监测系统

权利要求书

1.一种可移动心电图ECG监测系统，其特征在于，包括：采集模块和级联CNN模块，其中，

采集模块，用于监测脉冲无线电超宽带IR-UWB雷达信号，进行同步及集成处理后得到IR-UWB心跳信号；监测ECG信号，进行同步处理及不平衡数据处理后得到ECG信号数据；

级联CNN模块，用于对从采集模块接收的IR-UWB心跳信号及处理后的ECG信号数据进行特征抽取、集成以及诊断分类后，得到监测结果；

所述级联CNN模块包括两层：

第一层包括两个不同的CNN，第一CNN，用于对IR-UWB心跳信号进行特征抽取，提取特征；以及第二CNN，用于对处理后的ECG信号数据进行特征抽取；

第二层为第三CNN，用于给第一CNN及第二CNN提取出的特征进行分类打标，标签有正常心跳和异常心跳两种；

在第一层和第二层之间包括特征集成子模块，用于将第一CNN及第二CNN抽取出来的两种特征进行集成后，发送给第三CNN；

所述特征集成子模块采用采用加权集成，表示如下：

y＝[a(1-θ₁)x₁，b(1-θ₂)x₂]

其中，y代表集成的二维信号，x₁代表IR-UWB心跳信号，x₂代表ECG信号，a代表IR-UWB心跳信号的标准化因子，b代表ECG信号的标准化因子，θ₁∈[0，1]代表IR-UWB心跳信号的受损系数，θ₂∈[0，1]代表ECG信号的受损系数。

2.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述采集模块还包括ECG信号采集子模块，用于监测ECG信号；所述采集模块还包括IR-UWB雷达信号采集子模块，用于监测IR-UWB雷达信号。

3.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述采集模块，还用于采用接收时间校准方式进行同步处理。

4.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述采集模块在集成处理IR-UWB雷达信号时，还包括去直流单元、带通滤波器单元、主成分分析PCA去除杂波信号单元、抽取主要信号单元及集成经验模式分解单元，其中，

去直流单元，用于将IR-UWB雷达信号中的直流分量去除；

带通滤波器单元，用于将IR-UWB雷达信号进行带通滤波；

PCA去除杂波信号单元，用于将IR-UWB雷达信号中的杂波去除；

抽取主要信号单元，用于抽取IR-UWB雷达信号中的IR-UWB心跳信号；

集成经验模式分解单元，用于将抽取得到的IR-UWB心跳信号根据经验模式分解，去除其中的呼吸信号，最终得到需要的IR-UWB心跳信号。

5.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述采集模块还包括不平衡数据处理子模块，用于对ECG信号采用过采样方式及添加白噪声方式进行不平衡数据处理后，增加ECG信号中的异常心跳数，得到ECG信号数据。

6.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述第一CNN或第二CNN包括：3个卷积层，每个卷积层后都接着1个池化层，3个卷积层顺序连接，输入数据都是一维的，卷积层的卷积核是一维的，在前向传播过程中，每一维卷积层的计算公式：

其中，是第l层的第k张特征图，是第l层中第k张特征图的偏置，是第l-1层的第i张特征图,是从第l-1层的所有特征中向第l层的第k个特征图映射的卷积核，N是第l-1层中的总特征数，符号conv表示向量卷积，f(·)表示激励函数。

7.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述第三CNN，包括输入层、卷积层、池化层、隐含层及输出层，其中，

第一CNN及第二CNN将抽取的特征输出并集成，形成第三CNN的二维矩阵输入到输入层，经过一个拥有二维卷积核的卷积层之后，接一个池化层，然后经全连接进入一个隐含层，最后是输出层给出监测结果。