一种基于vPPG信号的端到端的非接触房颤自动检测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于vPPG信号的端到端的非接触房颤自动检测系统，包括：数据预处理模块，用于录制待测用户的脸部视频，并将录制的视频去除开头和结尾噪声干扰大的位置，降采样，再截取成统一长度和大小；脉搏波提取模块，通过P3D卷积神经网络提取脸部视频的vPPG信号；数据降噪模块，基于FCN‑DN的神经网络对vPPG数据去除噪声；房颤检测模块，首先用于训练模型使其学会划分房颤片段和非房颤片段，再将待测vPPG信号片段输入到训练好的房颤检测模型，从而判断待检测的vPPG信号是否包含房颤片段。本发明专利技术提出的联合包含注意力机制的长短时记忆力网络和卷积网络的并联网络使得模型的检测全面、精度高、效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于vPPG信号的端到端的非接触房颤自动检测系统和方法
本专利技术属于医疗数据分析
，更具体地，涉及一种针对脸部视频基于P3D卷积和注意力机制长短时记忆网络的房颤自动检测系统和方法。
技术介绍
房颤是一种由于心脏异常活动造成的心律不齐。在80岁以上的老年病人，房颤发病率通常在10％-17％之间。2020年全世界房颤患病人数已经达到3300万。房颤后期通常伴有血栓、心衰等心血管疾病。因此，对房颤信号的早发现、早预防至关重要。房颤临床上通过医生对12导联的ECG(electrocardiogram，心电图)信号分析确诊，心电图诊断的标准是不规则的心率持续时间超过30秒、伴随有P波消失。特别是阵发性房颤的诊断，需要24小时动态心电图监测诊断，需要在被测者皮肤上贴电极片，存在操作繁琐、适用场景少、检测成本高的问题。运动手环上广泛存在的PPG(Photoplethysmography，光电容积描记法)技术，是通过手环光电接收管记录皮肤下动脉和毛细血管的血容量变化导致的皮肤颜色的微小变化，再通过特定算法提取出来脉搏波，需要测量部位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于vPPG信号的端到端的非接触房颤自动检测系统，包括：数据预处理模块，用于录制待测用户的脸部视频,将录制的视频去除开头和结尾噪声干扰大的位置，再截取成统一长度；脉搏波提取模块，通过P3D卷积神经网络提取脸部视频的vPPG信号；数据降噪模块，基于FCN-DN的神经网络对vPPG数据去除噪声；房颤检测模块，用于训练模型使其学会划分房颤片段和非房颤片段；/n其中，所述脉搏波提取模块是P3D卷积神经网络组成的残差网络，P3D卷积网络先在图像空间卷积，再在时间维度卷积，P3D卷积网络中网络块的卷积核大小分别是1*1*1,1*3*3和3*1*1；/n所述数据降噪模块包含一个编码器和解码器，编码器...

【技术特征摘要】
1.一种基于vPPG信号的端到端的非接触房颤自动检测系统，包括：数据预处理模块，用于录制待测用户的脸部视频,将录制的视频去除开头和结尾噪声干扰大的位置，再截取成统一长度；脉搏波提取模块，通过P3D卷积神经网络提取脸部视频的vPPG信号；数据降噪模块，基于FCN-DN的神经网络对vPPG数据去除噪声；房颤检测模块，用于训练模型使其学会划分房颤片段和非房颤片段；
其中，所述脉搏波提取模块是P3D卷积神经网络组成的残差网络，P3D卷积网络先在图像空间卷积，再在时间维度卷积，P3D卷积网络中网络块的卷积核大小分别是1*1*1,1*3*3和3*1*1；
所述数据降噪模块包含一个编码器和解码器，编码器由级联的卷积层和批量标准化层组成，实现对vPPG信号压缩降噪，解码器的结构是编码器的反对称，由反卷积层和激活层组成，对vPPG信号重建；
所述房颤检测模块将若干标注房颤和非房颤的vPPG信号划分为训练集和测试集，将训练集输入到房颤检测模型，测试集验证准确性，微调参数，得到训练好的房颤检测模型；
房颤检测模块，用于将经过预处理的待检测的脸部视频，输入到脉搏波提取模块、数据降噪模块，得到vPPG信号片段；将vPPG信号片段输入到训练好的房颤检测模型，从而判断所待检测的vPPG信号是否包含房颤片段。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述房颤检测模块包括：输入层，两条联合的训练网络，融合层，分类层；所述两条联合的训练网络中一条是长短时记忆网络LSTM块，另一条是卷积网络块。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述长短时记忆网络块包含：基础的长短时记忆层，基于注意力机制的长短时记忆层，下采样层。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，上述卷积网络块包含：一维卷积层，批量标准化层，最大池化层。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学志，张姁，刘雪南，王定良，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34