基于隱馬爾可夫模型的J波識(shí)別技術(shù)研究
本文關(guān)鍵詞:基于隱馬爾可夫模型的J波識(shí)別技術(shù)研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:J波是出現(xiàn)在心電圖中QRS波下降支終點(diǎn)的一個(gè)看起來(lái)像凹口或頓挫的波形。J波是一種低幅、高頻的變異波形,往往出現(xiàn)在早期復(fù)極化綜合征和Brugada綜合征病人的心電圖中,容易導(dǎo)致心率失常和猝死。臨床上,醫(yī)生只能通過(guò)肉眼觀察心電圖中的J波變異,容易造成誤診。因此,J波檢測(cè)在臨床上可以作為判定某些心臟病的一種非侵入性的標(biāo)記手段。本文中首先利用獨(dú)立成分分析技術(shù)從心電圖中提取原始J波信號(hào)。并利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型對(duì)提取算法進(jìn)行了改進(jìn),定義了分離度的概念,根據(jù)迭代過(guò)程中的分離度的不同選擇不同的步長(zhǎng),使得提取過(guò)程中的算法收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差達(dá)到均衡。根據(jù)提取的J波,構(gòu)建了一個(gè)包括2000個(gè)心電模式的數(shù)據(jù)庫(kù)。其次,本文定義了五個(gè)能反映J波特性的特征向量,包括三個(gè)時(shí)域特征向量和兩個(gè)基于小波的特征向量,并使用特征選擇和主成分分析減少特征向量的維數(shù),作為分類器的輸入。而且,本文研究了時(shí)域特征向量的理想配置,這個(gè)理想配置是(a)140ms的時(shí)間延續(xù),(b)-20ms的起點(diǎn)位置,和(c)保留9個(gè)主成分。最后,利用這些特征向量訓(xùn)練隱馬爾可夫模型作為分類器的輸入,輸出最終的判定結(jié)果。結(jié)果表明,本文提出的方法提供了93.8%的平均準(zhǔn)確度,94.2%的平均敏感性,93.3%的平均特異性和93.4%的平均陽(yáng)性預(yù)測(cè)值,揭示了很高的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(準(zhǔn)確度,靈敏度,特異性和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值),表明該方法有能力準(zhǔn)確地檢測(cè)識(shí)別J波并且可以利用該方法檢測(cè)心電圖中的其他病變波形。
【關(guān)鍵詞】:J波自動(dòng)檢測(cè) 心電圖 特征提取 獨(dú)立成分分析 隱馬爾可夫模型
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:R540.41;O211.62
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-14
- 第一章 緒論14-20
- 1.1 課題研究背景與意義14-15
- 1.2 J波信號(hào)的研究現(xiàn)狀15-17
- 1.3 隱馬爾可夫模型的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)17-18
- 1.4 本文的主要工作和章節(jié)安排18-20
- 第二章J波的提取20-28
- 2.1 J波的介紹20-22
- 2.1.1 J波的發(fā)生機(jī)制20
- 2.1.2 J波的特征20-21
- 2.1.3 J波綜合征及其診斷特征21-22
- 2.2 ICA算法相關(guān)理論知識(shí)22-23
- 2.3 基于ICA算法的J波提取23-25
- 2.4 算法仿真及評(píng)價(jià)25-27
- 2.4.1 分離性能的評(píng)判準(zhǔn)則25
- 2.4.2 算法仿真25-27
- 2.5 本章小結(jié)27-28
- 第三章 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)ICA提取J波算法28-40
- 3.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述28-30
- 3.1.1 模糊控制基本概念28-29
- 3.1.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理29-30
- 3.2 利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整學(xué)習(xí)速率30-34
- 3.2.1 分離度30-31
- 3.2.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及模糊規(guī)則31-34
- 3.3 算法仿真及評(píng)價(jià)對(duì)比34-39
- 3.4 本章小結(jié)39-40
- 第四章J波的特征提取40-48
- 4.1 構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)40-42
- 4.1.1 基本J波的生成40-41
- 4.1.2 構(gòu)造大規(guī)模J波數(shù)據(jù)庫(kù)41-42
- 4.2 預(yù)處理42-43
- 4.2.1 利用多拍平均技術(shù)去提高信噪比42-43
- 4.2.2 定位QRS波群終點(diǎn)43
- 4.3 提取特征向量43-47
- 4.3.1 時(shí)域特征向量I43-44
- 4.3.2 時(shí)域特征向量II44
- 4.3.3 時(shí)域特征向量III44
- 4.3.4 基于離散小波的特征向量44-45
- 4.3.5 基于連續(xù)小波變換的特征向量45-47
- 4.4 本章小結(jié)47-48
- 第五章 基于隱馬爾可夫模型的J波自動(dòng)識(shí)別48-60
- 5.1 隱馬爾可夫模型基本理論48-50
- 5.2 基于隱馬爾可夫模型進(jìn)行J波自動(dòng)識(shí)別50-52
- 5.2.1 特征向量統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)和特征選擇50-51
- 5.2.2 分類識(shí)別51-52
- 5.3 算法仿真及評(píng)價(jià)對(duì)比52-58
- 5.3.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)定義52-53
- 5.3.2 時(shí)域特征向量I的最佳配置確定53-54
- 5.3.3 算法性能分析54-55
- 5.3.4 與其他算法進(jìn)行對(duì)比55-58
- 5.4 分析與結(jié)論58-59
- 5.4.1 分析58-59
- 5.4.2 結(jié)論59
- 5.5 本章小結(jié)59-60
- 第六章 總結(jié)與展望60-64
- 6.1 總結(jié)60-62
- 6.2 不足之處62
- 6.3 下一步工作及前景展望62-64
- 參考文獻(xiàn)64-70
- 致謝70-72
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和科技成果72-74
- 攻讀碩士期間參與的項(xiàng)目74
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