[發明專利]一種基于堆棧式自編碼器的無創心內異常激動點定位方法

有效

• 申請號: 201710161346.3
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107007279B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 劉華鋒;陳明強
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/0452
• 分類號: A61B5/0452
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 鄭紅莉

本發明公開了一種基于堆棧式自編碼器的無創心內異常激動點定位方法，其過程主要分為訓練和預測兩個階段；在訓練階段將采集到的QRS數據作為輸入，QRS數據對應標測點的三維坐標作為標簽訓練自編碼器，利用了降噪自編碼器對輸入數據做預處理，在學習高維信息過程中，利用了上一層所有的變量因素，使得結果更加精確，最終構建成為堆棧式自編碼器。在預測階段，將測試集中的輸入數據集x輸入到訓練好的堆棧式模型中，在模型的輸出層得到最終的坐標預測結果(x?y?z)。本發明從數據驅動的角度實現了VT異常激動點的位置預測，有效地解決了臨床上導管消融術的費時費力問題。

技術領域

本發明屬于心電生理分析技術領域，具體涉及一種基于堆棧式自編碼器的無創心內異常激動點定位方法。

背景技術

心電描記法(Electrocardiography)通過在體表記錄心臟搏動周期中去極化和復極過程引起的電位變化，成為非侵入式地揭示心臟電生理活動的一項十分重要的方法。如果將心臟看作電場源，那么在心臟到體表的空間里就分布著相應的電場，在體表可以記錄各個位置的電位。

室性心動過速(VT)是指發生在希氏束分叉以下的束支、心肌傳導纖維、心室肌的快速性心律失常，也是非常嚴重的一種心律失常。大多數的VT病人的病因是因為心室內存在“小電路”，一般存在于心肌缺血病灶中。病灶中的出口點會去極化周圍的心室部位，治療VT有效的方法是利用導管消融術破壞這個出口來切斷“小電路”。因為這個出口的存在，“小電路”將影響體表測到的QRS波群，換句話說，QRS波群包含了有關VT的信息。

目前臨床上對室性心動過速的診斷主要依據12導聯心電圖，然而這樣的方法只能對VT進行初步診斷，不能提供諸如發生心動過速的具體位置等更加詳細的信息。另一方面，在VT的消融手術中，外科醫生還借助于侵入式的手段直接測量心臟目標位置的電生理活動，對VT的異常激動點進行定位，然而侵入式起博標測方法效率不高，費時費力，而且具有一定風險。

因此，如何從現有的診療手段出發，在體外對VT異常激動點進行定位，成為一個十分有意義的研究問題。隨著現代科學技術的發展，利用計算機輔助手段來定位VT異常激動點位置成為可能。

發明內容

鑒于上述，本發明提供了一種基于堆棧式自編碼器的無創心內異常激動點定位方法，能夠在得到病人的12導聯體表電位數據的情況下，很好地定位到VT異常激動點的具體位置，并得到位置的三維坐標。

一種基于堆棧式自編碼器的無創心內異常激動點定位方法，包括如下步驟：

(1)利用起博標測工具采集不同VT病人身上不同標測點的12導聯體表心電數據，并記錄每組12導聯體表心電數據所對應標測點的三維坐標；

(2)對所述的12導聯體表心電數據進行預處理并標記QRS間期；

(3)對于任一組12導聯體表心電數據，通過對其中的QRS波群進行篩選及拼接以得到多個特征樣本；

(4)以特征樣本作為輸入，其對應標測點的三維坐標作為真值輸出，訓練由多個自編碼器級聯而成的神經網絡模型；

(5)對于VT病人身上任一待測點，采集該點的12導聯體表心電數據并根據步驟(2)和(3)提取出該點12導聯體表心電數據的特征信息，進而將該特征信息輸入至所述神經網絡模型中，則輸出得到該待測點的三維坐標。

所述步驟(2)的具體實現過程為：首先通過濾波對12導聯體表心電數據中的各通道心電信號進行去噪處理，然后采用多項式擬合的方式對去噪處理后的心電信號進行平滑處理，最后在平滑處理后的心電信號每個心動周期內標記出QRS間期。

所述步驟(3)的具體實現過程為：由專業人士人工從每組12導聯體表心電數據中選取合適的QRS波群，對于同一心動周期的QRS波群按照導聯位置將其展開成12組QRS數據，并將這12組QRS數據依次拼接后作為一個特征樣本。