[發明專利]一種心血管急救網絡系統及其分類預警方法

有效

• 申請號: 201810289623.3
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108335744B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 嚴金川;王中群;陳蕊;梁儀;王翠平;袁偉;仇苓苓;邵晨
• 申請（專利權）人: 江蘇大學附屬醫院
• 主分類號: G16H40/67
• 分類號: G16H40/67;G16H80/00;G16H50/20;G06K9/00
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙) 32274
• 代理人: 王云

1.一種用于心血管急救網絡系統的分類預警方法，該心血管急救網絡系統包括醫生用戶終端、急救中心服務器系統、12導聯心電圖采集模塊，所述12導聯心電圖采集模塊通過藍牙將采集的信息發送給醫用平板電腦，并通過4G無線網傳送給急救中心服務器系統，所述急救中心服務器系統完成信息數據的分類處理，并通過網絡和醫生用戶終端相連；

所述急救中心服務器系統包括數據庫服務器、網絡服務器、數據處理模塊、醫生客戶端，所述數據庫服務器接收到4G無線網發送的患者的相關采集數據后，分別和網絡服務器、數據處理模塊實現互聯，所述網絡服務器、數據處理模塊均和醫生客戶端相連；所述網絡服務器用于執行控制指令操作和執行查詢監測操作，醫生能夠查看患者的個人信息、救治狀態、急救信息以及患者所處的具體位置；所述數據庫服務器用于傳輸、存取建立患者個人信息、醫生基本信息、醫療監控數據、警告參數設置、診斷記錄和GPS定位信息；所述數據處理模塊用于心電信號去噪、提取去噪后信號的時域特征并壓縮重構、對重構后的信號分類以及對病狀按照緊急情況進行預警；其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，首先對心電信號中夾雜的低頻干擾、電極片接觸噪聲進行濾波，采用中值濾波濾除低頻基線漂移干擾，公式如下：

其中，x(i)為心電信號序列，k為窗口寬度，C為窗口長度，y(i)為去噪后的信號，x為原始信號，y為濾波后的信號，分別為原始信號和濾波后信號的平均值；

在對高頻噪聲濾除的過程中，采用軟閾值函數對小波系數進行處理，公式如下：

其中，b、b_t、T分別為心電信號原始小波系數、處理后的小波系數以及給定閾值，sign()為函數，SNR為信噪比，MSE為均方根誤差；

步驟二，對預處理后的心電信號提取其時域特征，生成訓練樣本集，對心電數據訓練樣本集數據特征的基原子進行稀疏編碼，確定字典基原子的個數P，隨機從心電數據訓練樣本集中抽取訓練樣本組成初始字典D₀∈R^N×P，并進行初始字典的優化，隨機仿真生成某個心電數據測試信號f∈R^M×1，對該測試信號進行壓縮降a維u＝Φf，最后對心電數據測試信號f的重構；D₀為字典、R為樣本、M為每個訓練樣本的采樣點數、u為心電數據在采樣時獲得的信號，Φ為觀測矩陣；

步驟三，采用特征遷移算法對重構后的心電信號進行分類處理，得出心電異常病狀，并采用模糊算法對心電異常病狀按照緊急情況進行預警。

2.根據權利要求1所述的一種用于心血管急救網絡系統的分類預警方法，其特征在于，所述步驟二包括以下步驟：

步驟2.1，仿真建立心電數據信號模型包含正常P波、QRS波群、T波、PR間期、RR間期、QT間期、ST段；仿真產生大量的心電數據信號組成訓練樣本集為E＝[E₁,E₁,…,E₇]∈R^M×W，其中W為總的訓練樣本個數，M為每個訓練樣本的采樣點數，R為樣本；

步驟2.2，確定字典基原子的個數P，隨機從心電數據訓練樣本集中抽取72個訓練樣本組成初始字典D₀∈R^N×P，初始字典優化的目標函數為：其中A₀為訓練樣本集E在字典D₀上的稀疏表示矩陣，λ為正則化參數；

步驟2.3，觀測矩陣Φ∈R^N×M(N＜＜M)采用獨立同分布的高斯隨機變量組成的隨機高斯矩陣實現，對該測試信號進行壓縮降維u＝Φf，獲得該測試信號的低維壓縮觀測信號u∈R^N×1，完成測試信號的壓縮采樣；

步驟2.4，對心電數據測試信號f的重構，采用基于l₀范數下的信號重構的非凸優化求解算法中的正交匹配追蹤算法求解方程ΦDa＝u，獲取測試信號在字典下的稀疏表示矩陣a∈R^P×1；反解重構心電數據測試信號