[发明专利]一种基于深度学习的强泛化能力的T波形态分类系统有效

专利信息
申请号: 202110130372.6 申请日: 2021-01-29
公开(公告)号: CN112932498B 公开(公告)日: 2023-06-06
发明(设计)人: 魏守水;谢佳静;王春元;崔怀杰;梅娜;王红霞 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: A61B5/355 分类号: A61B5/355;A61B5/00
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 祖之强
地址: 250061 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 深度 学习 泛化 能力 波形 分类 系统
【权利要求书】:

1.一种基于深度学习的强泛化能力的T波形态分类系统,其特征在于,包括:

数据预处理模块,被配置为:获取心电信号数据,并对获取的数据进行预处理;

片段提取模块,被配置为:提取R波波峰位置和T波终点位置,得到包含R波与T波的信号片段;包含R波与T波的信号片段,起点为第i个R波峰的时间与R波峰同R波起点之间的时间差的差值,终点为第i个T波终点的时间与检测值同实际值之间偏差的平均值的加和;

预测概率向量提取模块,被配置为:将信号片段分别转化为时域图像和时频域图像,将时域图像输入到第一卷积神经网络中,得到时域预测概率向量,将时频域图像输入到第二卷积神经网络中,得到时频域预测概率向量;

分类模块,被配置为:将时域和时频域的预测概率向量进行加权融合,根据新得到的向量得到T波形态分类结果;

分别获取时域图像的预测概率向量F1,时频图像的预测概率向量F2,使用加权融合的方式组成新的向量F,将新的特征向量输入全连接层与softmax层,完成T波的分类,其中:

F=horzat(α*F1,β*F2)

其中,“horzat(·)”为串联矩阵的函数,此处表示将F1和F2两个向量融合运算,α、β分别表示可训练的权重值,α∈[0,1],β∈[0,1],且满足公式:

α+β=1;

第一卷积神经网络和第二卷积神经网络的结构相同,均包括依次设置的输入层、第一卷积层、第一线性整流层、第一最大池化层、第二卷积层、第三卷积层、第二线性整流层、第二最大池化层和输出层。

2.如权利要求1所述的基于深度学习的强泛化能力的T波形态分类系统,其特征在于,

采用0.5Hz~45Hz的巴特沃斯带通滤波器对获取的数据进行滤波预处理。

3.如权利要求1所述的基于深度学习的强泛化能力的T波形态分类系统,其特征在于,

利用拟合抛物线方法提取R波波峰位置。

4.如权利要求1所述的基于深度学习的强泛化能力的T波形态分类系统,其特征在于,

利用改进滑动窗面积法提取T波终点位置。

5.如权利要求1所述的基于深度学习的强泛化能力的T波形态分类系统,其特征在于,

对信号片段进行改进频率切片小波变换,得到候选片段的时频图像。

6.一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如下步骤:

获取心电信号数据,并对获取的数据进行预处理;

提取R波波峰位置和T波终点位置,得到包含R波与T波的信号片段;包含R波与T波的信号片段,起点为第i个R波峰的时间与R波峰同R波起点之间的时间差的差值,终点为第i个T波终点的时间与检测值同实际值之间偏差的平均值的加和;

将信号片段分别转化为时域图像和时频域图像,将时域图像输入到第一卷积神经网络中,得到时域预测概率向量,将时频域图像输入到第二卷积神经网络中,得到时频域预测概率向量;

将时域和时频域预测概率向量进行加权融合,根据融合后的向量得到T波形态分类结果;

分别获取时域图像的预测概率向量F1,时频图像的预测概率向量F2,使用加权融合的方式组成新的向量F,将新的特征向量输入全连接层与softmax层,完成T波的分类,其中:

F=horzat(α*F1,β*F2)

其中,“horzat(·)”为串联矩阵的函数,此处表示将F1和F2两个向量融合运算,α、β分别表示可训练的权重值,α∈[0,1],β∈[0,1],且满足公式:

α+β=1。

7.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如下步骤:

获取心电信号数据,并对获取的数据进行预处理;

提取R波波峰位置和T波终点位置,得到包含R波与T波的信号片段;包含R波与T波的信号片段,起点为第i个R波峰的时间与R波峰同R波起点之间的时间差的差值,终点为第i个T波终点的时间与检测值同实际值之间偏差的平均值的加和;

将信号片段分别转化为时域图像和时频域图像,将时域图像输入到第一卷积神经网络中,得到时域预测概率向量,将时频域图像输入到第二卷积神经网络中,得到时频域预测概率向量;

将时域和时频域预测概率向量进行加权融合,根据融合后的向量得到T波形态分类结果;

分别获取时域图像的预测概率向量F1,时频图像的预测概率向量F2,使用加权融合的方式组成新的向量F,将新的特征向量输入全连接层与softmax层,完成T波的分类,其中:

F=horzat(α*F1,β*F2)

其中,“horzat(·)”为串联矩阵的函数,此处表示将F1和F2两个向量融合运算,α、β分别表示可训练的权重值,α∈[0,1],β∈[0,1],且满足公式:

α+β=1。

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