[發(fā)明專利]一種基于導(dǎo)聯(lián)分組的12導(dǎo)聯(lián)心電信號多標(biāo)簽分類方法

有效

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• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114190952B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝小云;舒明雷;陳達(dá);劉輝;周書旺;許繼勇
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省人工智能研究院
• 主分類號: A61B5/346
• 分類號: A61B5/346
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 支文彬

一種基于導(dǎo)聯(lián)分組的12導(dǎo)聯(lián)心電信號多標(biāo)簽分類方法，通過對12導(dǎo)聯(lián)心電信號分組，挖掘不同心電類型信息在不同導(dǎo)聯(lián)特征上的特征，構(gòu)建導(dǎo)聯(lián)間多樣化特征。利用空間注意力機(jī)制提取不同特征的權(quán)重。最后通過融合多樣化特征實(shí)現(xiàn)12導(dǎo)聯(lián)信息的融合，并結(jié)合年齡、性別等特征，得到可識別27類心電類型的網(wǎng)絡(luò)模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及心電信號分類技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于導(dǎo)聯(lián)分組的12導(dǎo)聯(lián)心電信號多標(biāo)簽分類方法。

背景技術(shù)

具有高效便捷的心電圖是心電信號分類的有效手段。但由于心電信號受采集環(huán)境、波形自身的復(fù)雜性、多變性以及個體間存在的顯著差異等影響，常規(guī)心電圖檢測容易發(fā)生漏診。盡管利用12導(dǎo)聯(lián)心電信號進(jìn)行心電異常分類已得到廣泛應(yīng)用，但同一段信號中可能存在多種心電異常類型，即心電信號分類是典型的多標(biāo)簽分類問題。因此如何利用異常心電在12個不同導(dǎo)聯(lián)上的“非正常”表現(xiàn)，高效準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)不平衡的12導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)集的多標(biāo)簽分類是心電信號處理中的一個巨大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種識別27類心電類型的基于導(dǎo)聯(lián)分組的12導(dǎo)聯(lián)心電信號多標(biāo)簽分類方法。

本發(fā)明克服其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于導(dǎo)聯(lián)分組的12導(dǎo)聯(lián)心電信號多標(biāo)簽分類方法，包括如下步驟：

a)將計(jì)算機(jī)采集的12導(dǎo)聯(lián)心電信號y的長度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的12導(dǎo)聯(lián)心電信號y′；

b)將標(biāo)準(zhǔn)化后的12導(dǎo)聯(lián)心電信號y′隨機(jī)分成N_G組，每組信號由個導(dǎo)聯(lián)構(gòu)成；

c)遍歷N_G組心電信號，將第i組心電信號依次輸入到由殘差網(wǎng)絡(luò)塊、雙向長短時記憶網(wǎng)絡(luò)模塊及空間注意力模塊構(gòu)成的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)塊模型提取多導(dǎo)聯(lián)信號的多樣化特征；

d)將N_G組心電信號進(jìn)行特征融合，形成基于12導(dǎo)聯(lián)信號的完整性和多樣化特征將12導(dǎo)聯(lián)信號中所包含的年齡和性別信息通過一個全連接層進(jìn)行特征編碼，得到特征F_info，將特征與特征F_info進(jìn)行特征拼接，形成最終用于分類的心電特征F；

e)通過公式P＝sigmoid(W*F+b)計(jì)算得到屬于每個心電類別的概率值P，式中sigmoid(·)為sigmoid函數(shù)，W為心電特征F的權(quán)重矩陣，b為偏置向量；

f)設(shè)置概率閾值thr，將概率值P中大于等于概率閾值thr的類別判定為該段心電信號中存在的異常類型，得到最終的27類心電信號分類結(jié)果。

進(jìn)一步的，步驟a)中12導(dǎo)聯(lián)心電信號y的長度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理的方法為：

a-1)建立計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)化后的12導(dǎo)聯(lián)心電信號y′；

a-2)如果12導(dǎo)聯(lián)心電信號y的長度大于等于L，則截取12導(dǎo)聯(lián)心電信號y的前L個采樣點(diǎn)；

a-3)如果12導(dǎo)聯(lián)心電信號y的長度小于L，則在信號前后分別用0填充個采樣點(diǎn)，L_y為12導(dǎo)聯(lián)心電信號y的采樣點(diǎn)數(shù)。

進(jìn)一步的，步驟a-2)中L取值為9000個采樣點(diǎn)。

進(jìn)一步的，步驟b)中N_G＝4，每組信號包括3個導(dǎo)聯(lián)，12導(dǎo)聯(lián)心電信號表示為其中，y′_g1為第一組心電信號，y′_g2為第二組心電信號，y′_g3為第三組心電信號，y′_g4為第四組心電信號。

進(jìn)一步的，步驟c)包括如下步驟：