利索能及
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专利号: 2022104972736
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于持续学习的心律失常实时分类方法,其特征在于,所述实时分类方法包括以下步骤:S1,定位QRS波,截取出ECG信号中的心拍,针对不同心拍类型,各自采样得到若干个数据流;

S2,基于深度卷积神经网络构建心拍分类模型,该心拍分类模型用于对导入的心拍数据进行分类;

基于聚类算法对采样得到的数据流进行处理,计算得到同类数据的原型,原型是指相同类别标签所有数据的平均值,将每类数据的原型和部分数据流一起存储至缓冲区;分批量多次导入数据流,从缓冲区中读取相同批量大小的数据,合成新的训练数据,采用指数加权平均的方式对每次输入后的原型进行迭代更新,对心拍分类模型进行训练和参数更新;

S3,将待识别的ECG心拍数据导入完成训练的心拍分类模型,进行心拍类型识别;

步骤S2中,所述心拍分类模型包括依次连接的输入层、第一卷积层、5个结构相同的特征提取模块、第一全连接层、第一ReLU激活层、第二全连接层和softmax激活层;

所述特征提取模块包括依次连接的第二卷积层、第二ReLU激活层、第三卷积层、融合层、第四卷积层和池化层;所述第一卷积层的输出端分别连接至第二卷积层和融合层的输入端,第一卷积层的输出特征依次经第二卷积层、第二ReLU激活层、第三卷积层处理,由融合层将处理结果与原始输出特征融合后再导入第四卷积层;

所述心拍分类模型的训练过程包括以下步骤:

S21,将采样得到的数据流划分成训练集和测试集两个部分,训练集和测试集的数据流数量比例为9:1;

S22,采用深度卷积神经网络构建心跳分类模型1D‑Resnet network对训练集的数据流进行分类处理;其中,采用stride=2的卷积做下采样,并且用global average pool层替换了全连接层;

S23,针对每个心拍类型,采用K‑means方法,按照样本之间的距离大小,将相应的样本集划分为K个簇,从所有相同标签的数据中计算出最具有代表性的点,记为该类的原型,将计算出的原型和部分数据存入缓冲区;

S24,分批量多次导入数据流,从缓冲区中读取相同批量大小的数据,合成新的训练数据,采用指数加权平均的方式对每次输入后的原型进行迭代更新,对心拍分类模型进行训练和参数更新;其中,指数加权参数β=0.9,损失函数是取负对数似然并对批中的所有实例求和;

S25,将最后取得的最优参数保留,输入测试集至心拍分类模型中进行测试,如果测试通过,结束训练流程,否则返回步骤S21。

2.根据权利要求1所述的基于持续学习的心律失常实时分类方法,其特征在于,步骤S1中,所述心拍类型包括正常心拍、室上异位心拍、心室异位心拍、融合心拍以及不可分心拍。

3.根据权利要求1所述的基于持续学习的心律失常实时分类方法,其特征在于,步骤S25中,将测试集的分类结果与最近邻原型进行比对,以持续更新原型。