基于机器学习的心电信号识别分类算法研究及软件实现
发布时间：2021-10-30 03:26
随着人们生活和工作压力的逐步加大,心血管疾病已经成为人类生命健康的一大威胁。心电图能够有效地反应心脏健康状况,是心血管疾病检测常规且有效的手段,在临床上具有重要价值,被广泛应用于心血管疾病诊断中。因此研究一套有效的心电信号识别分类算法具有重要意义。本文主要研究内容如下:首先采用带通滤波器对MIT-BIH数据库中的数据进行去噪处理,对预处理后的数据进行波群检测,对基于二进样条小波进行R波峰值点检测进行改进,加入自适应阈值检测极值对,减少R波的漏检、误检。提出斜率阈值平台搜索法检测QS波的峰值点及起始点,基于QRS波的检测信息采用斜率最值平台搜索法进行P、T波峰值及起始点检测,提高了波群检测准确率。根据波群检测信息计算特征值,计算了RR间期、QT间期等12种特征值。采用遗传算法对支持向量机的惩罚因子和核参数进行优化,基于特征值对5种心电信号进行分类,进行性能评估,结果表明采用遗传算法优化后的支持向量机识别分类性能更优,准确率得到提高。然后基于卷积神经网络对5种心电信号分类,分别设计一维卷积神经网络和二维卷积神经网络模型,对分类性能进行评估,结果表明卷积神经网络的性能优于遗传算法支持向量机的...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
心脏结构图
第 1 章 绪 论动传导到心房，而使得心房进行去极化动作，然后从心房出发的冲动传导到房，之后产生了传导的延迟，而这关键的延迟令心房进行收缩的动作，使得心室进入大量的血液。冲动经过房室结之后通过左、右束进行冲动的传播，最后到肯野纤维使得心室去极化[25]。窦房结、心房肌细胞、房室结、浦肯野细胞和心细胞每分钟动作的次数分别是：60-100、55-60、45-50、35-40 和 30-35。在临床医学中，心电图是检测心脏是否进行正常工作的有效手段，因为心电够记录心肌细胞除极化和复极化动作，从而反映心脏各个部分是否为正常的生态。如图 1-2 所示，心电图的一个完整的心脏活动周期是由 P 波、QRS 波、T及可能存在的 U 波组成，其中 RR 期间是两个相邻的 R 波波峰之间的时间周期过图 1-2 本文按照每一个波形是心脏的哪一个部分在动作、时间和电位的范围、波形特征仔细介绍。
第 1 章 绪 论始到 T 波的终点。QT 间期与心率呈现反比例关系，即心率增快则 QT 间期变短，心率变慢而 QT 间期变长。随着年龄的增长同一个人的 QT 间期会增加。如果出现 Q间期变短则可能是高钙血症，如果其延长可能是心肌缺血、低钙血症。1.2.2 心电图导联系统在临床医学中，根据大量学者采集 ECG 信号的积累根据采集 ECG 信号的电极放在不同位置和正、负极的连接方式进行分类，并将其称之为心电图的导联。标准的导联一般是由三种标准导联、六种胸部导联和三种加压肢体导联组成的十二导联如图 1-3 所示，十二导联的符号表示的分别如下，I、II和III表示的三种标准导联1V 、2V 、3V 、4V 、5V 和6V 表示的是六种胸部导联；aVR 、aVL和aVF表示的是三种加压肢体导联。下面具体介绍以上三大种导联的方式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于卷积神经网络的ECG信号识别方法[J]. 田婧,张敬,马雪,徐晓滨,文成林. 杭州电子科技大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]便携家庭式远程定位ECG监测预警系统的设计与实现[J]. 王炜,赵开源,陈宏. 电子器件. 2017(06)
[3]基于多重分形理论的心电诊断系统设计与应用[J]. 张春慨,尹奥,张景旺,田攀博,周颖,齐常青. 网络与信息安全学报. 2017(10)
[4]异常心电图的自动分析与诊断[J]. 李锋,吴海峰,张能. 北京生物医学工程. 2015(02)
[5]基于双正交小波变换QRS波检测方法研究与改进[J]. 刘佳昱,黄亦翔,李炳初,李彦明. 机电一体化. 2014(05)
[6]心电分析的新思路:根据散点特征标识心电波形[J]. 刘鸣,向晋涛,吕航. 中国心脏起搏与心电生理杂志. 2013(01)
[7]用于心电波形分析的相似性度量策略[J]. 练仕榴,郑刚,牟善玲. 计算机工程. 2011(09)
[8]基于心电图分析的心律失常分类[J]. 李坤阳,胡广书. 清华大学学报(自然科学版). 2009(03)
[9]基于双正交样条小波的QRS波检测[J]. 纪震,郑秀玉,罗军,李蓁. 深圳大学学报(理工版). 2008(02)
[10]心电信号QRS波群检测算法研究[J]. 苏丽,赵国良,李东明. 哈尔滨工程大学学报. 2005(04)
本文编号：3465956
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
心脏结构图
第 1 章 绪 论动传导到心房，而使得心房进行去极化动作，然后从心房出发的冲动传导到房，之后产生了传导的延迟，而这关键的延迟令心房进行收缩的动作，使得心室进入大量的血液。冲动经过房室结之后通过左、右束进行冲动的传播，最后到肯野纤维使得心室去极化[25]。窦房结、心房肌细胞、房室结、浦肯野细胞和心细胞每分钟动作的次数分别是：60-100、55-60、45-50、35-40 和 30-35。在临床医学中，心电图是检测心脏是否进行正常工作的有效手段，因为心电够记录心肌细胞除极化和复极化动作，从而反映心脏各个部分是否为正常的生态。如图 1-2 所示，心电图的一个完整的心脏活动周期是由 P 波、QRS 波、T及可能存在的 U 波组成，其中 RR 期间是两个相邻的 R 波波峰之间的时间周期过图 1-2 本文按照每一个波形是心脏的哪一个部分在动作、时间和电位的范围、波形特征仔细介绍。
第 1 章 绪 论始到 T 波的终点。QT 间期与心率呈现反比例关系，即心率增快则 QT 间期变短，心率变慢而 QT 间期变长。随着年龄的增长同一个人的 QT 间期会增加。如果出现 Q间期变短则可能是高钙血症，如果其延长可能是心肌缺血、低钙血症。1.2.2 心电图导联系统在临床医学中，根据大量学者采集 ECG 信号的积累根据采集 ECG 信号的电极放在不同位置和正、负极的连接方式进行分类，并将其称之为心电图的导联。标准的导联一般是由三种标准导联、六种胸部导联和三种加压肢体导联组成的十二导联如图 1-3 所示，十二导联的符号表示的分别如下，I、II和III表示的三种标准导联1V 、2V 、3V 、4V 、5V 和6V 表示的是六种胸部导联；aVR 、aVL和aVF表示的是三种加压肢体导联。下面具体介绍以上三大种导联的方式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于卷积神经网络的ECG信号识别方法[J]. 田婧,张敬,马雪,徐晓滨,文成林. 杭州电子科技大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]便携家庭式远程定位ECG监测预警系统的设计与实现[J]. 王炜,赵开源,陈宏. 电子器件. 2017(06)
[3]基于多重分形理论的心电诊断系统设计与应用[J]. 张春慨,尹奥,张景旺,田攀博,周颖,齐常青. 网络与信息安全学报. 2017(10)
[4]异常心电图的自动分析与诊断[J]. 李锋,吴海峰,张能. 北京生物医学工程. 2015(02)
[5]基于双正交小波变换QRS波检测方法研究与改进[J]. 刘佳昱,黄亦翔,李炳初,李彦明. 机电一体化. 2014(05)
[6]心电分析的新思路:根据散点特征标识心电波形[J]. 刘鸣,向晋涛,吕航. 中国心脏起搏与心电生理杂志. 2013(01)
[7]用于心电波形分析的相似性度量策略[J]. 练仕榴,郑刚,牟善玲. 计算机工程. 2011(09)
[8]基于心电图分析的心律失常分类[J]. 李坤阳,胡广书. 清华大学学报(自然科学版). 2009(03)
[9]基于双正交样条小波的QRS波检测[J]. 纪震,郑秀玉,罗军,李蓁. 深圳大学学报(理工版). 2008(02)
[10]心电信号QRS波群检测算法研究[J]. 苏丽,赵国良,李东明. 哈尔滨工程大学学报. 2005(04)
本文编号：3465956
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