[發明專利]一種心電信號的質量評估方法

有效

• 申請號: 202110322895.0
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113057647B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 舒明雷;王海生;田嵐;王英龍
• 申請（專利權）人: 山東省人工智能研究院;山東大學
• 主分類號: A61B5/346
• 分類號: A61B5/346;A61B5/352
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 支文彬

1.一種心電信號的質量評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

a)通過心電采集裝置獲得12導聯心電信號E(t)；

b)將獲得的心電信號E(t)分段，將分段后的心電信號片段標記為可接受類及不可接受類；

c)計算機使用BiosPPy工具包中的hamilton segmenter進行R峰檢測獲得包含多個元素的統計特征矩陣StaF；

d)通過S變換將步驟b)中分段標記好的心電信號E(t)的片段轉化為時頻域的二維圖像，將該二維圖像表示為矩陣S(τ,f)；

e)將矩陣S(τ,f)輸入到殘差收縮網絡，獲得收縮特征，將收縮特征輸入到卷積神經網絡中，獲得深度特征矩陣DepF；

f)將統計特征矩陣StaF與深度特征矩陣DepF通過Flatten層變為一維向量拼接在一起，將拼接后的矩陣通過Dense層和Softmax函數獲得質量評估結果；

步驟e)中使用Softmax函數通過公式計算得到對樣本進行預測為正類或者負類的概率S(x_i)，式中為第i個樣本預測為正和負的權重，i＝1,2，為樣本預測為正的權重，為樣本預測為負的權重，通過公式計算得到殘差收縮網絡和卷積神經網絡使用的雙比例損失函數L₂，式中M為正類樣本數，N為負類樣本數。

2.根據權利要求1所述的心電信號的質量評估方法，其特征在于：步驟b)中心電信號E(t)切分為10s的等長片段，根據2011PhysioNet/Computing in Cardiology挑戰賽的注解標準將分段后的心電信號標記為可接受類及不可接受類。

3.根據權利要求1所述的心電信號的質量評估方法，其特征在于，步驟c)中統計特征矩陣StaF中的特征包括：

c-1)將最大R峰間期作為ECG記錄的質量指標1；

c-2)將最小R峰間期作為ECG記錄的質量指標2；

c-3)將平均R峰間期作為ECG記錄的質量指標3；

c-4)將R峰間期標準差作為ECG記錄的質量指標4；

c-5)將相鄰R峰間期差距大于50ms的比率pNN50作為ECG記錄的質量指標5；

c-6)將R峰密度作為ECG記錄的質量指標6；

c-7)將相鄰R峰間期差值的均方根RMSSD作為ECG記錄的質量指標7；

c-8)將RR間期采樣熵作為ECG記錄的質量指標8。

4.根據權利要求1所述的心電信號的質量評估方法，其特征在于：步驟d)中通過公式計算得到時頻譜矩陣S(τ,f)，式中x(t)為待分析的心電信號，τ為時移因子，p為有理數，i為虛數單位，t為時間，e為無理數，f為頻率。

5.根據權利要求1所述的心電信號的質量評估方法，其特征在于：步驟e)中通過公式得到殘差網絡的殘差塊的殘差路徑x加入軟閾值化單元后的輸出特征y，式中τ為閾值，通過公式得到軟閾值化的輸出對于輸入的導數為x的偏導數，為y的偏導數。