[發(fā)明專利]一種基于遺傳算法及元胞自動(dòng)機(jī)的異常心電信號(hào)檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111596774.1
• 申請(qǐng)日: 2021-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN114305438A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱俊江;呂金濤;商圓圓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海數(shù)創(chuàng)醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/318
• 分類號(hào): A61B5/318;A61B5/346;G06K9/00;G06N3/12
• 代理公司: 蘇州知途知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32299
• 代理人: 馬剛強(qiáng)

本發(fā)明涉及心電信號(hào)異常檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，為一種基于遺傳算法及元胞自動(dòng)機(jī)的異常心電信號(hào)檢測(cè)方法，包括以下步驟：S1，采集真實(shí)的心電信號(hào)；S2，以仿真的心電信號(hào)與真實(shí)的心電信號(hào)之間的誤差最小化為優(yōu)化目標(biāo)，利用遺傳算法求取出最優(yōu)的心電仿真模型的參數(shù)值；S3，采用遺傳算法，以最小化采集得到的心電信號(hào)模型仿真出的心電信號(hào)為目標(biāo)，求出最優(yōu)的參數(shù)值，根據(jù)最優(yōu)的參數(shù)值是否在正常范圍內(nèi)，給出是否具有心臟疾病以及心臟疾病的種類的輔助結(jié)論。通過采用遺傳算法，以最小化采集得到的心電信號(hào)與模型仿真出的心電信號(hào)為目標(biāo)，求出最優(yōu)的參數(shù)值，根據(jù)參數(shù)值是否在正常范圍內(nèi)，給出是否具有心臟疾病以及心臟疾病的種類的輔助結(jié)論。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及心電信號(hào)異常檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于遺傳算法及元胞自動(dòng)機(jī)的異常心電信號(hào)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

心電信號(hào)作為反應(yīng)患者生命體征的一種重要信息，在診療過程中常需要投入大量的人力物力進(jìn)行監(jiān)控患者狀況，以防止突發(fā)情況的發(fā)生。對(duì)于某些重癥患者往往可能在某些時(shí)刻其生命體征已經(jīng)出現(xiàn)些微異常，但由于察覺不及時(shí)，而錯(cuò)過最佳救治時(shí)間，造成無法挽回的嚴(yán)重后果。而對(duì)于某些患有傳染類疾病的重癥患者在治療期間不可避免地會(huì)與醫(yī)護(hù)人員發(fā)生直接接觸，而這種接觸往往具有較高的疾病傳播風(fēng)險(xiǎn)。

目前采用深度學(xué)習(xí)方法對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行診斷的很多，然而采用深度學(xué)習(xí)模型診斷的準(zhǔn)確率高度依賴于訓(xùn)練樣本的質(zhì)量，在心電設(shè)備不同、電極放置位置不同、采樣頻率不同時(shí)，采集得到的心電信號(hào)形態(tài)上或數(shù)據(jù)分布上會(huì)產(chǎn)生比較大的差異，可能會(huì)導(dǎo)致深度學(xué)習(xí)模型的失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于遺傳算法及元胞自動(dòng)機(jī)的異常心電信號(hào)檢測(cè)方法，解決了深度學(xué)習(xí)模型對(duì)設(shè)備、電極位置、采樣頻率過于敏感，進(jìn)而無法對(duì)異常心電信號(hào)進(jìn)行有效檢測(cè)篩選技術(shù)問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供了一種基于遺傳算法及元胞自動(dòng)機(jī)的異常心電信號(hào)檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S1，采集真實(shí)的心電信號(hào)，建立心電仿真模型；

S2，以仿真的心電信號(hào)與真實(shí)的心電信號(hào)之間的誤差最小化為優(yōu)化目標(biāo)，利用遺傳算法求取出最優(yōu)的心電仿真模型的參數(shù)值；

S3，根據(jù)最優(yōu)的參數(shù)值是否在正常范圍內(nèi)，給出是否具有心臟疾病以及心臟疾病的種類的輔助結(jié)論。

可選地，所述S1具體包括：采集10秒時(shí)長(zhǎng)的真實(shí)的心電圖。

可選地，所述S1具體包括：

S11，將心臟簡(jiǎn)化為若干個(gè)元胞；

S12，確定元胞電位；

S13，根據(jù)元胞的電位計(jì)算體表電壓；

S14，計(jì)算t時(shí)刻(x0,y0)元胞和(x1,y1)元胞之間的電壓

可選地，所述S11具體包括：建立心臟內(nèi)各個(gè)組織和器官的二維模型，并將心臟的實(shí)體簡(jiǎn)化為多個(gè)大小一致的正方形的組合，將簡(jiǎn)化后的心臟中的每個(gè)正方形稱為元胞。

可選地，所述S12具體包括：將元胞建立在二維直角坐標(biāo)系中，并用整數(shù)坐標(biāo)(x,y)表示，t時(shí)刻位置處于(x,y)元胞狀態(tài)用函數(shù)ε(x,y,t)表示，ε(x,y,t)的取值方法為：

ε(x,y,t)＝0表示元胞處于靜息態(tài)，ε(x,y,t)＝1表示元胞處于激發(fā)態(tài)，1＜ε(x,y,t)＜M表示元胞處于不應(yīng)態(tài)，M為狀態(tài)數(shù)。每個(gè)元胞在t時(shí)刻的電位可以根據(jù)ε(x,y,t)的取值確定,δ代表鄰域范圍內(nèi)激發(fā)態(tài)鄰居個(gè)數(shù)，δ_th為激發(fā)閾值。

可選地，所述S13具體包括，依據(jù)以下公式計(jì)算(x,y)元胞處的電壓：