基于心电图ST-T段的心肌缺血检测算法研究

来源 :河北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lwsun_2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
心肌缺血是我国常见的心血管疾病之一,同时也是心肌梗死、心衰、猝死等其他心血管疾病的主要诱发因素。随着人们生活方式的改变,心肌缺血的发病率和死亡率逐年攀升,对人们的生命健康造成了极大威胁。早期发现心肌缺血,可以及时干预治疗,避免病情恶化为心肌梗死等更严重的疾病,及时挽救患者的生命。心电图是诊断心肌缺血最常用的方法,具有操作简单、价格低廉、无创伤的优势,随着互联网和人工智能的快速发展,利用心电信号进行心肌缺血智能检测成为了研究的热点。心肌缺血在心电图上的表现主要是ST-T段的改变,本文对心电信号的ST-T段进行特征提取,通过时域形态特征和频域特征融合,实现了心肌缺血的检测,为临床上心肌缺血的诊断提供支撑。主要研究内容如下:(1)ST段形态改变是心肌缺血的直接表现,可以准确的反应缺血的部位和程度,针对目前ST段形态识别中类别不全面,直线型、凹凸型易混淆,识别准确率低等问题,提出了基于曲面梯度的ST段形态识别算法,并提取了心电信号的ST段形态因子,为心肌缺血的检测提供形态指导信息。利用函数将二维ST段曲线转换为三维的ST曲面,经过升维后,增大了不同ST段形态之间的差异,将曲面对角线上的梯度值与ST段的面积、均值、差值、斜率、均方差传统数学特征相结合,输入到支持向量机,得到ST段形态识别的平均识别准确率96.70%。利用ST段形态识别的模型,提取每30秒时长的心电信号的ST段形态因子,即每种ST段形态在信号中出现的次数占总心拍的比值,根据实验结果发现心肌缺血的ST段形态主要集中在水平压低型和弓背抬高型,非心肌缺血的ST段形态主要集中在正常、上斜型和弓背压低型,表明了ST段形态因子可以作为心肌缺血检测的有效特征。(2)心肌缺血的心电图表现除了ST段形态的改变,T波也会发生特异性改变,为了使特征表达更全面,提高心肌缺血的检测精度,本文以ST-T段为研究对象,挖掘更深层次的信息,提出了融合时域和频域特征的心肌缺血检测算法。通过将每30秒心电信号中的ST-T段拼接成ST-T趋势信号,去除其他波段的干扰,采用希尔伯特-黄变换对ST-T趋势信号进行频域分析,从解析式和边际谱中提取出瞬时频率、瞬时振幅和边际谱熵特征。最后将频域特征与上述时域形态因子融合后,输入到经遗传算法优化的支持向量机分类器中,实现对心肌缺血的检测,得到平均识别准确率为97.96%,实验结果表明了本文算法的有效性,为临床上心肌缺血的诊断提供算法支持。
其他文献
随着科技水平的不断提高,工业制造化水平也随之不断提升,工业机器人的应用领域从最初的搬运、喷漆等较为简单的作业到后来工程建筑和辅助医疗较为复杂的工作。智能化水平的提升,对于机器人性能上的要求也要跟紧步伐,对工业机器人进行轨迹规划可以有效提高工作效率或提升平稳性,因此,该研究方向成为相关学者关注的热点。本文选择的研究对象为六自由度工业机器人,首先完成建模工作,再借助3-5-3样条函数在关节空间上插值的
学位
随着互联网和移动互联网技术的迅猛发展,网站中的数据规模急速增长,为了解决出现的信息过载问题,推荐系统应运而生。推荐系统通过挖掘算法和数据分析技术推测用户兴趣并主动推送信息。传统的推荐算法通常仅利用单一领域中的数据,无法解决新用户的冷启动问题,并且算法性能会受到领域中数据稀疏性的限制。跨领域推荐可以通过迁移其他辅助领域的知识来缓解以上问题,提升推荐效果。基于此,本文开展了基于共享知识迁移的跨领域推荐
学位
在人类的生活与工作中,上肢起着至关重要的作用。近年来,由于意外事故或疾病的发生,上肢功能缺失甚至伤残的患者数量日渐增长,这些上肢问题会对患者的生活品质造成严重的影响。医学研究表明,康复训练是辅助恢复上肢运动功能最有效地方式之一。但在康复训练的过程中,由于对动作的熟悉度低或是术后肌肉力量差,患者十分容易因为肌肉疲劳的累积而造成肌肉损伤。同时肌肉疲劳还会引起肌肉代偿导致患者原有的运动模式改变,这种改变
学位
脑-机接口(Brain-Computer Interface,BCI)通过计算机算法识别大脑活动并生成控制指令,构建了大脑与外部设备之间新型的通信方式。运动想象(Motor Imagery,MI)脑电信号(Electroencephalogram,EEG)因具有受试者主动想象而不需要外界刺激的特点,被广泛使用在BCI系统中,MI BCI也被认为是最具有潜力的方向之一。由于人类脑电信号存在微弱、非线
学位
随着科学技术的不断发展与进步,高灵敏度、宽带光响应的红外传感器被越来越多的应用到安全和医疗领域,在没有制冷设备的情况下,研究实现红外光的快速和高灵敏探测具有重要意义。本文研究了利用红外光辐照高品质因数(Quality Factor,Q)石英音叉(Quartz Tuning Fork,QTF)臂产生光声效应及热弹形变,通过压电效应将QTF产生的热形变转化为电信号,最后经过锁相放大器进行信号解调实现高
学位
脑肿瘤是一种严重威胁人类生命健康的恶性疾病,其发病率和致死率极高,目前仍然缺乏有效的治疗手段。脑肿瘤具有不同的组织学亚区,从多模态核磁共振影像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)中分割出脑肿瘤区域,有助于对患者进行早期诊断和后续治疗。然而,由于脑肿瘤结构复杂,肿瘤区域与正常组织的边界不易区分,通常情况下只能通过有经验的医生手动标注来进行肿瘤区域的分割。手动分割的方式费时
学位
负极薄膜材料在微型电池与全固态薄膜电池结构中扮演着重要的角色,对电池的电化学性能有着重要的影响。硒化锑(Sb2Se3)负极薄膜材料具有高理论比容量(670mAh/g)、化学性能稳定、低成本等优点,被认为是一种性能优异的锂离子电池负极材料。本文采用射频磁控溅射法制备微米厚度的Sb2Se3负极薄膜,深入研究磁控溅射工艺条件对Sb2Se3负极薄膜形貌、成分和电化学特性的影响,为进一步制备全固态薄膜电池提
学位
高通量表征技术可对金属材料进行跨尺度的全域分析,评价材料表面宏观特性、微观不均匀性及局部缺陷。辉光放电溅射源可沿样品表面的纵深方向,以大尺寸、平坦快速的方式逐层剥蚀样品,再将暴露出内部组织的样品送至多种分析仪器中进行成分、组织结构的分析,可作为金属材料的高通量表征样品前处理环节的关键设备。为解决高通量表征所需大尺寸溅射带来的同条件下溅射率较低的问题,本文研制了一种磁场增强型辉光放电溅射源,并对其性
学位
随着科技的进步与工业的崛起,人们的生存环境也遭到了破坏,因此大气环境监测、工业过程废气排放监测随之变得尤为重要;在生物医学领域,人体呼出的气体中包含很多种痕量气体,对某种痕量气体的检测可以进行特征疾病的预示,因此对于气体检测技术的需求日益提高。基于石英音叉的激光热弹光谱气体检测(LITES)是一种新型的气体检测技术,较其他技术具有成本低、灵敏度高、响应快等优势。本文主要利用基于石英音叉的激光热弹光
学位
部队士兵的射击水平影响着国防军队的现代化建设,然而目前在靶场中主要的训练方式还是人工报靶,此种方式存有许多的不足,比如效率低、安全保障低、易错报漏报、消耗人力等。而通过相关技术实现弹着点定位的自动报靶技术,既可以在一定程度上减少人力物力的浪费,又能使训练效率在很大程度得以提高,应用前景十分广泛。相对于传统的人工报靶方式,自动报靶技术能够消除人工报靶所造成的人为误差,提高部队整体的射击训练水平,满足
学位