[發明專利]一種三導聯重構十二導聯心電信號的方法

有效

• 申請號: 201610340884.4
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN106056045B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 趙曉鵬;姚劍;何挺挺;姚志邦
• 申請（專利權）人: 浙江銘眾科技有限公司;浙江銘眾醫療器械有限公司;浙江銘眾生物醫用材料與器械研究院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種三導聯重構十二導聯心電信號的方法，包括如下步驟：

(1)在正確使用三導聯心電采集設備和十二導聯心電采集設備的情況下，同步采集m組三導聯心電信號及對應的m組十二導聯心電信號，m為大于1的自然數；

(2)從所述的十二導聯心電信號中提取出關于I、II、V1、V2、V3、V4、V5和V6八個通道的心電信號組成作為一組心電監督數據，遍歷得到m組心電監督數據；進而對所述的三導聯心電信號和心電監督數據進行預處理；

(3)根據預處理后的三導聯心電信號和心電監督數據通過人工神經網絡學習算法進行訓練，得到關于十二導聯心電信號的重構模型，具體過程如下：

3.1將m組預處理后的三導聯心電信號分為訓練集和測試集且訓練集大于測試集；

3.2初始化構建一個由輸入層、隱藏層和輸出層組成的神經網絡，其中輸入層由3個神經元組成，隱藏層由10個神經元組成，輸出層由8個神經元組成；

輸入層與隱藏層之間以及隱藏層與輸出層之間的神經元函數表達如下：

$\begin{array}{cc}{a}_i=g(\underset{j=1}{\overset{3}{\Σ}}{w}_{ij}^h{x}_j+b_i^h)& e_k=\underset{i=1}{\overset{10}{\Σ}}{w}_{ik}^o{a}_i+b_k^o\end{array}$

其中：a_i為隱藏層第i個神經元的輸出，e_k為輸出層第k個神經元的輸出，x_j為輸入層第j個神經元的輸出，為輸入層第j個神經元與隱藏層第i個神經元之間的權重系數，為隱藏層第i個神經元的截距系數，為輸出層第k個神經元與隱藏層第i個神經元之間的權重系數，為輸出層第k個神經元的截距系數，g()為tansig函數，i、j和k均為自然數且1≤i≤10，1≤j≤3，1≤k≤8；

3.3從訓練集中任取一組三導聯心電信號輸入上述神經網絡計算得到對應包含I、II、V1、V2、V3、V4、V5和V6八個通道的心電輸出數據，計算該心電輸出數據與該三導聯心電信號所對應的心電監督數據之間的累積誤差；

3.4根據該累積誤差通過Levenberg-Marquardt算法對神經網絡中輸入層與隱藏層之間以及隱藏層與輸出層之間神經元函數中的系數進行修正，進而從訓練集中任取下一組三導聯心電信號代入修正后的神經網絡；

3.5根據步驟3.3和3.4遍歷訓練集中的所有三導聯心電信號，取累積誤差最小時所對應的神經網絡為重構模型；

(4)將用戶日常檢測得到的三導聯心電信號輸入所述的重構模型，從而輸出得到同步對應的關于I、II、V1、V2、V3、V4、V5和V6八個通道的心電信號，進而根據其中I和II兩個通道的心電信號計算出其余III、AVF、AVR和AVL四個通道的心電信號，最終得到用戶關于I、II、III、V1、V2、V3、V4、V5、V6、AVF、AVR和AVL十二通道的十二導聯心電信號。