[發(fā)明專利]一種基于聚類分析的單導(dǎo)聯(lián)特異主波識別定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010180896.1
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111493858B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧林躍;楊智;孫斌
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江好絡(luò)維醫(yī)療技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61B5/318
• 分類號: A61B5/318;A61B5/366;A61B5/024;A61B5/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳琦;陳繼亮

一種基于聚類分析的單導(dǎo)聯(lián)特異主波識別定位方法，包括：a)預(yù)處理；b)基于選定特征，對主波進(jìn)行自適應(yīng)聚類分析；c）綜合分析，確定特異主波類型及具體位置。本發(fā)明通過多階段、多層次運(yùn)用聚類分析工具，確定了單導(dǎo)聯(lián)特異主波類型及位置，從而為醫(yī)生的進(jìn)一步診斷提供參考。該方法為無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，不需要標(biāo)簽數(shù)據(jù)，且能針對個體心電圖進(jìn)行特異波形識別定位，易于理解，容易實(shí)現(xiàn)，精度較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出了一種基于聚類分析的單導(dǎo)聯(lián)特異主波識別定位方法，涉及心電圖智能診斷領(lǐng)域。

背景技術(shù)

心電圖檢查是體檢的常見項(xiàng)目，如果患者疑似有心律失常癥狀，通常也會去醫(yī)院做個心電圖，但是，在醫(yī)院的幾分鐘或者十幾分鐘心電圖，難以發(fā)現(xiàn)問題，這時候醫(yī)生可能會給患者一個可以穿戴的心電圖檢測器，佩戴兩周或者更長時間，這會產(chǎn)生幾百小時的心電圖，醫(yī)生要一秒一秒的檢查，這是很費(fèi)時間的。

目前，已有研究者針對心律失常的智能診斷進(jìn)行研究。比如早期的利用支持向量機(jī)、KNN等機(jī)器學(xué)習(xí)方法對心律失常進(jìn)行診斷；近年隨著深度學(xué)習(xí)的興起，也有學(xué)者提出了利用深度學(xué)習(xí)對心律失常進(jìn)行診斷的新方法：比如國外吳恩達(dá)帶領(lǐng)斯坦福機(jī)器學(xué)習(xí)組提出用CNN進(jìn)行心臟病專家級的心律不齊檢測，國內(nèi)高巖等利用CNN對多導(dǎo)聯(lián)的心律失常智能診斷方法進(jìn)行了研究。我們也曾結(jié)合二維CNN或LSTM對多導(dǎo)聯(lián)心律失常的智能診斷進(jìn)行研究，并申請了相關(guān)的發(fā)明專利。然而，這些方法均為監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，具體到心律失常智能診斷而言，就不可避免存在一定的局限性：首先是需要大量針對某種心律失常類型的帶標(biāo)簽訓(xùn)練數(shù)據(jù)；其次是個體與個體之間心律失常常具有各自的內(nèi)在特征，利用大量個體訓(xùn)練好的模型對某個個體進(jìn)行診斷，適應(yīng)性存在疑問。

為此，我們基于最近的最新研究成果，提出一種基于聚類分析的單導(dǎo)聯(lián)特異主波識別定位方法，通過多階段、多層次運(yùn)用聚類分析工具，確定了導(dǎo)聯(lián)特異主波類型及位置，從而為醫(yī)生的進(jìn)一步診斷提供參考。該方法為無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，不需要標(biāo)簽數(shù)據(jù)，且能針對個體心電圖進(jìn)行識別定位，從而較好的解決了常規(guī)監(jiān)督學(xué)習(xí)方法存在的兩個問題，易于理解，容易實(shí)現(xiàn)，精度較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明一種基于聚類分析的單導(dǎo)聯(lián)特異主波識別定位方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于聚類分析的單導(dǎo)聯(lián)特異主波識別定位方法，該方法包括：a)預(yù)處理；b)基于選定特征，對主波進(jìn)行自適應(yīng)聚類分析；c）綜合分析，確定特異主波類型及具體位置。所述a)預(yù)處理方法為：

步驟1：基于常規(guī)分析方法獲得單導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)上各主波大致位置；所述該分析方法為P-T計(jì)算方法或一種基于正則化最小二乘回歸學(xué)習(xí)的QRS波起點(diǎn)終點(diǎn)定位方法；

步驟2：用MODWT去除原始數(shù)據(jù)基線漂移及高頻誤差；所述MODWT是高度冗余的非正交變換，樣本容量可為任意值，且具有位移不變性，通過綜合比較分析，選擇sym4小波，分析到第6層，選取d2、d3、d4、d5、d6作為重構(gòu)信號，從而去除基線漂移及高頻誤差；

步驟3：校準(zhǔn)，確定已有主波具體位置及時限，并獲得可能遺漏的候選主波位置，所述該校準(zhǔn)，確定已有主波具體位置及時限分為兩步驟：

(1) 對所有初始主波位置：以某初始主波位置附近較小區(qū)間內(nèi)絕對值極大值點(diǎn)，取代原始初始主波位置，并根據(jù)所有主波方向獲得主波主體方向。對個別與主體方向不一致的主波方向，根據(jù)其在本方向的幅值排序及相對方向主波幅值情況，更改或保持原有方向，從而確定主波具體位置，并基于斜率變化情況及QRS正常時限范圍，確定各主波時限；

(2) 在現(xiàn)有主波位置不應(yīng)期之外，找出各點(diǎn)附近一定區(qū)間內(nèi)的絕對值極大值點(diǎn)作為候選的遺漏主波位置，為后期根據(jù)聚類分析結(jié)果進(jìn)行有針對性補(bǔ)充提供準(zhǔn)備；

作為優(yōu)選：所述b) 基于選定特征，對主波進(jìn)行自適應(yīng)聚類分析方法為：