[發(fā)明專利]一種基于RR間期心電數(shù)據(jù)和集成學(xué)習(xí)的房顫節(jié)律識(shí)別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110577296.3
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN113343805A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向文濤;楊振宇;楊佳頤;朱浚儀;劉賓;朱松盛;李建清
• 申請（專利權(quán)）人: 南京醫(yī)科大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08;G06N20/20;A61B5/361
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

1.一種基于RR間期心電數(shù)據(jù)和集成學(xué)習(xí)的房顫節(jié)律識(shí)別方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：特征提取統(tǒng)計(jì)學(xué)特征和時(shí)頻特征；

統(tǒng)計(jì)學(xué)特征：導(dǎo)入心電信號(hào)RR間期數(shù)據(jù)，提取12個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征；

時(shí)頻特征，即時(shí)域-頻域特征：取心電信號(hào)RR間期數(shù)據(jù)的倒數(shù)轉(zhuǎn)化為心率信號(hào)并進(jìn)行多項(xiàng)式曲線擬合，通過上采樣擴(kuò)大RR間期的心率信號(hào)，對心率信號(hào)進(jìn)行小波散射計(jì)算，獲取其對應(yīng)的時(shí)頻特征；

S2：分類算法：

通過提取的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，采用LightGBM算法進(jìn)行分類并得到預(yù)測概率，通過提取的時(shí)頻特征，采用LSTM算法進(jìn)行分類得到預(yù)測概率；

S3：融合策略：

通過加權(quán)平均法融合計(jì)算出最終的預(yù)測概率P，根據(jù)P的大小進(jìn)行閾值判定，測試樣本是否為房顫節(jié)律。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RR間期心電數(shù)據(jù)和集成學(xué)習(xí)的房顫節(jié)律識(shí)別方法，所述步驟S1具體為：

S1.1：對心電信號(hào)RR間期數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷是否發(fā)生為房顫節(jié)律：得到標(biāo)簽為0的非房顫節(jié)律數(shù)據(jù)樣本，每個(gè)樣本包含30個(gè)心電信號(hào)的RR間期，其中第i個(gè)樣本的數(shù)據(jù)記為：s_i＝[s_i,1,...,s_i,j,...,s_i,L]，其中，j＝1,2,...,L,L＝30；

S1.2：對導(dǎo)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后，對于任何一個(gè)樣本，提取出12個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征值，包括：均值、中值、高四分位、低四分位、標(biāo)準(zhǔn)差、均方差、平均絕對偏差、中值絕對偏差、偏度、峰度、模糊熵、近似熵；

S1.3：對導(dǎo)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后，對于任何一個(gè)樣本，計(jì)算時(shí)頻特征，具體步驟為：

S1.3.1：由導(dǎo)入的數(shù)據(jù)s_i，計(jì)算其對應(yīng)的離散心率變化函數(shù)x_i(T)：

S1.3.2：為保留離散心率變化函數(shù)x_i(T)非線性部分，采用14階多項(xiàng)式對x_i(T)擬合得到連續(xù)心率變化函數(shù)x_i(t)；

S1.3.3：對第i個(gè)數(shù)據(jù)的心率變化函數(shù)x_i(t),t∈[0,T]，以采樣頻率：

進(jìn)行采樣，得到采樣后離散的心率變化函數(shù)x_i(T_s)；

S1.3.4：以小波散射的方式，提取時(shí)頻特征；通過對傅里葉變換以及傳統(tǒng)小波變換的結(jié)合，對于一個(gè)能量有限的有限長時(shí)間信號(hào)x(t)，它的小波散射變換為：

其中，Φ(t)代表母波函數(shù)，a為連續(xù)比例參數(shù)，b為表示母小波沿t域的位移；

通過小波散射變換的公式，得到非線性相關(guān)的因子的傳播公式如下：

其中，p為散射路徑序列，p＝(λ₁,λ₂,...,λ_m)，Θ_α為分?jǐn)?shù)卷積算子，U[p]x稱為散射不變因子，S[p]x稱為散射諧變因子；

從而可以得到作為輸入特征的散射因子集合為：

Sx＝{S[Φ]x,S[λ₁]x,…S[λ_n]x}。