【技术实现步骤摘要】
基于卷积神经网络的心拍类型识别方法和装置
本申请属于人工神经网络在心跳类型筛选
，尤其是涉及一种基于卷积神经网络的心拍类型识别方法和装置。
技术介绍
心电信号是心脏的无数心肌细胞电活动的综合反映。正常情况下，窦房结、心房、心室的心肌细胞依次除极，形成一个包含一段P波，QRS波，T波的信号段的心拍，多个心拍组合形成一段心电信号。室性早搏心拍指的是在窦房结冲动尚未抵达心室之前，由心室中的任何一个部位或室间隔的异位节律点提前发出电冲动引起心室的除极所形成的心拍。从一段长时间的心电信号中筛查出所有室性早搏心拍对判别病人情况极为重要，但又耗时耗力，因此利用计算机筛查出心电信号中的室早心拍意义重大。然而由于心脏内可以发出电冲击的位置很多，电冲击位置不同时，所展示出的心拍形状不同，而且存在很多干扰，因此在对心拍进行分类时，想要找到所有的室早心拍以及“其他”类型心拍的模式和数据对深度学习模型进行训练几乎是不可能的，因而容易导致对心拍类型的误判。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从...
【技术保护点】
1.一种基于样本分布改进的卷积神经网络的心拍类型识别方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：采集未知类型的12导联心电信号中的II导联心拍信号中的心拍，计算该心拍的平均值x
【技术特征摘要】
1.一种基于样本分布改进的卷积神经网络的心拍类型识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：采集未知类型的12导联心电信号中的II导联心拍信号中的心拍，计算该心拍的平均值xavg，最大值xMAX，最小值xMIN，峰值xF，和峭度值xQ；
步骤S2：判断中成立的个数；
步骤S3：如果步骤S2中有3个及以上成立则输入到基于样本分布改进的卷积神经网络模型来判断心拍类型，否则认为未知类型的心拍是“无法判断的类型”；
步骤S4：当基于样本分布改进的卷积神经网络模型的输出值接近a时，认为未知类型的心拍为室早心拍；输出值接近b时，认为未知类型的心拍为非室早心拍信号；
基于样本分布改进的卷积神经网络模型通过以下方法训练得到：
步骤S31：收集标记好的12导联心电信号中的II导联心拍信号充分多条形成训练数据，II导联心拍信号包括各占总数量一半的室早心拍信号和非室早心拍信号，将室早心拍信号的标签设置为a，非室早心拍信号的标签设置为b；
步骤S32：将训练数据及其对应的标签输入到卷积神经网络进行训练，得到样本分布改进的卷积神经网络模型；
步骤S2中的σavg，σMAX，σMIN，σF，σQ的值通过以下方法得到：对收集到的训练数据中的所有心拍数据进行统计，统计出每个心拍数据的均值、最大值、最小值、峰值和峭度值分别形成均值数组AVG＝{a1,a2,a3…aN}、最大值数组MAX＝{m1,m2,m3…mN}、最小值数组MIN＝{c1,c2,…cN}、峰值数组F＝{f1,f2,…fN}和峭度值数组Q＝{q1,q2,…qN}，求取均值数组、最大值数组、最小值数组、峰值数组和峭度值数组的均值和均方差值分别记为σavg，σMAX，σMIN，σF，σQ；
对每个训练数据中的所有心拍数据均进行以下判断：获取其中成立的个数，将训练数据中小于3个成立条件的心拍数据剔除后形成新的训练数据，重复计算新的训练数据中每个心拍数据的均值、最大值、最小值、峰值和峭度值分别形成均值数组、最大值数组、最小值数组、峰值数组和峭度值数组，再次分别求取均值数组、最大值数组、最小值数组、峰值数组和峭度值数组的均值和均方差值，重复判断成立条件个数并剔除小于3个成立条件的心拍数据，直到训练数据不再发生改变。
2.根据权利要求1所述的基于样本分布改进的卷积神经网络的训练方法，其特征在于，II导联心拍信号的采样频率500Hz，并经过0.5-100Hz的巴特沃兹带通滤波器进行滤波。
3.根据权利要求1或2所述的基于样本分布改进的卷积神经网络的训练方法，其特征在于，每个心拍信号为从R波波峰之前的0.38s到R波波峰之后0.5s之间的心电图信号。
4.根据权利要求1或2所述的基于样本分布改进的卷积神经网络的训练方法，其特征在于，样本分布改进的卷积神经网络模型由10层网络即layer1-layer9和一个分类器组成；其中layer1-layer5均由一个卷积层和一个池化层组成，均使用LeakyReLU激活函数；layer1中卷积层包含32个核，卷积核大小均为7，layer1中池化层中的步长和核大小均为2；layer2的卷积层包含32个核，卷积核大小均为5，layer2中池化层中的步长和核大小均为2；layer3的卷积层包含32个核，卷积核大小均为3，layer3中池化层中的步长和核大小均为2；layer4的卷积层包含32个核，卷积核大小均为5，layer4中池化层中的步长和核大小均为2；layer5的卷积层包含32个核，卷积核大小均为5，layer5中池化层中的步长和核大小均为2；layer6的卷积层包含32个核，卷积核大小均为5；layer7为双向长短期记忆网络层的输入层神经元与layer6的输出特征个数一致，向前输出神经元为30个神经元，向后输出神经元为30个神经元，双向长短期记忆网络层共输出60个神经元；layer8为注意力机制层，承接layer7的输出；layer9为全连接层，承接layer8的输出，输出的神经元个数为4个。
5.根据权利要求1-3任一项所述的基于样本分布改进的卷积神经网络的训练方法，其特征在于，a＝1，b＝0，步骤S4中当基于样本分布改进的卷积神经网络模型的输出值大于0.5时，认为未知类型的心拍为室早心拍；输出值小于等于0.5时，认为未知类型的心拍为非室早心拍信号。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：朱俊江，王雨轩，陈红岩，候纯纯，
申请(专利权)人：上海数创医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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