[發(fā)明專利]基于雙通道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的駕駛員房顫檢測方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110763345.2
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113499081A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王偉;黃欣龍;黃諾賢;彭顯為;劉睿琦;陳健
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: A61B5/361
• 分類號: A61B5/361;A61B5/318;A61B5/321;A61B5/35
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

1.基于雙通道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的駕駛員房顫檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于安裝在方向盤的傳感器采集駕駛員的心電圖信號；

對心電圖信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理信號；

根據(jù)預(yù)處理信號繪制時頻圖和龐加萊圖；

以時頻圖和龐加萊圖為輸入，基于預(yù)構(gòu)建的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)進(jìn)行信號分類，完成房顫檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于雙通道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的駕駛員房顫檢測方法，其特征在于，還包括：

判斷到房顫發(fā)生，發(fā)出警報警示車內(nèi)人員，撥打求救電話并發(fā)送車輛實時位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于雙通道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的駕駛員房顫檢測方法，其特征在于，所述對心電圖信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理信號這一步驟，其具體包括：

對心電圖信號進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化后心電圖信號；

對心電圖信號進(jìn)行濾波處理，得到平滑心電圖信號；

對心電圖信號進(jìn)行信號質(zhì)量評估并結(jié)合去噪閾值進(jìn)行去噪處理，得到去噪后的信號；

對心電圖信號進(jìn)行R峰檢測，輸出心電圖信號序列中所有代表R峰的數(shù)據(jù)點的序號，得到R峰位置；

預(yù)處理完成，得到預(yù)處理信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于雙通道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的駕駛員房顫檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)處理信號繪制時頻圖和龐加萊圖這一步驟，其具體包括：

基于短時傅里葉變換方法對預(yù)處理信號進(jìn)行時頻轉(zhuǎn)換，得到時頻圖；

根據(jù)R峰位置，求相鄰R峰之間的間隔；

將R峰之間的間隔儲存在數(shù)組RR中，并繪制散點圖，得到龐加萊圖。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于雙通道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的駕駛員房顫檢測方法，其特征在于，所述預(yù)構(gòu)建的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用兩個通道，每個通道包括輸入層、卷積塊、采樣層和全連接層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于雙通道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的駕駛員房顫檢測方法，其特征在于，所述以時頻圖和龐加萊圖為輸入，基于預(yù)構(gòu)建的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)進(jìn)行信號分類，完成房顫檢測這一步驟，其具體包括：

將時頻圖和龐加萊圖分別作為預(yù)構(gòu)建的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩個通道的輸入；

分別經(jīng)過卷積塊提取深度特征；

經(jīng)過采樣層降低提取的特征維度；

經(jīng)過全連接層對通道的輸出結(jié)果進(jìn)行聚合并基于Softmax函數(shù)進(jìn)行信號分類，完成房顫檢測。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于雙通道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的駕駛員房顫檢測方法，其特征在于，所述對心電圖信號進(jìn)行濾波處理具體為采用采用截止頻率為35Hz的6階巴特沃斯低通濾波器進(jìn)行濾波，所述巴特沃斯低通濾波器的幅度和頻率關(guān)系的表示公式如下：

上式中，G表示濾波器的放大率，H表示傳遞函數(shù)，j表示虛數(shù)單位，n表示濾波器的級數(shù)，ω表示信號的角頻率，ω_c表示幅度下降3分貝時的截止頻率。

8.基于雙通道深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的駕駛員房顫檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

信號采集模塊，用于基于安裝在方向盤的傳感器采集駕駛員的心電圖信號；

信號預(yù)處理模塊，用于對心電圖信號進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理信號；

圖繪制模塊，用于根據(jù)預(yù)處理信號繪制時頻圖和龐加萊圖；

信號分類模塊，用于根據(jù)時頻圖和龐加萊圖進(jìn)行信號分類，完成房顫檢測。