一种基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法与流程

文档序号:26139478发布日期:2021-08-03 14:23阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法,其特征在于,包括以下步骤:

1.1获取经标注的原始ecg数据集,将每组ecg数据划分为多个包含5000个采样点的时间序列数据段,丢弃其余采样段,并将数据集转换为元胞数组;

1.2设计一个带通滤波器,并将其应用于ecg数据集;

1.3对ecg数据集进行傅里叶同步压缩变换,将经傅里叶同步压缩变换后的实部和虚部视为单独的特征;

1.4将ecg数据集中的每组数据顺序打乱,按预设比例划分为训练集和测试集,并标准化训练集和测试集;

1.5构建循环神经网络模型,将训练集送入该网络进行训练,得到训练好的循环神经网络;

1.6将测试集送入训练好的循环神经网络,输出对ecg波形的分割结果,结合评价指标得到测试通过的ecg波形分割模型。

2.根据权利要求1所述的基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法,其特征在于,1.1所述经标注的原始ecg数据为:采集时长大约15分钟,采样频率为250hz的数百名患者的双通道心电图信号时序数据,标注标签为4类:p,qrs,t和n/a。

3.根据权利要求1所述的基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法,其特征在于,1.2所述带通滤波器的频率范围[0.540]hz,以消除低频的基线漂移和高频噪声。

4.根据权利要求1所述的基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法,其特征在于,1.3所述傅里叶同步压缩变换的采样频率fs为原始ecg数据的采样频率,kaiser窗设为128,频率显示轴设为’yaxis’。

5.根据权利要求1所述的基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法,其特征在于,1.4预设比例为7:3;数据集标准化方式为:

式中,x表示样本值,μ表示样本均值,σ表示样本标准差。

6.根据权利要求1所述的基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法,其特征在于,1.5所述的循环神经网络模型依次包括:序列数据输入层、循环单元层、全连接层、softmax层、分类输出层;序列输入层设为40,循环单元层的神经元个数设为200、激活函数选择relu、序列输出设为’sequence’,全连接层的神经元个数设为4;优化器选择’adam’、梯度下降法中的学习率调整策略使用分段常数衰减。

7.根据权利要求1所述的基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法,其特征在于,1.6所述的评价指标为混淆矩阵和准确率。

8.根据权利要求6所述的基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法,其特征在于,所述循环单元可以为循环神经网络、长短期记忆网络和门控循环单元中的任一种。


技术总结
本发明公开了一种基于时频分析和循环神经网络的心电图波形分割方法,通过将获取的经标注的原始心电图(Electrocardiogram,ECG)数据集,利用时频分析的方法进行预处理,并按预设比例分为训练集和测试集;构建循环神经网络,送入训练集进行训练,得到训练好的循环神经网络;将测试集代入训练好的循环神经网络,结合测试结果和评价指标选择出最优的ECG波形分割模型。将待标注的ECG数据序列输入ECG波形分割模型,得到ECG分割结果。本发明提供的基于信号处理和深度学习方法的ECG波形分割方法能自动对ECG信号的各个区域进行标注,提高了医生或者ECG自动分类装置对患者心脏健康状态诊断的效率和准确率。

技术研发人员:宋鑫星;付贤飞;李云鹰;马再华;张雪芹
受保护的技术使用者:广元市中心医院
技术研发日:2021.05.11
技术公布日:2021.08.03
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