[發明專利]心臟早搏的ECG自動診斷系統及裝置

在審

• 申請號: 201810930351.0
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109199362A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 陳寅生;姜苗苗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

心臟早搏的ECG自動診斷系統及裝置，涉及ECG分析系統及裝置。為了解決目前的心臟早搏自動診斷分析裝置的準確率仍然有待于提高的問題。本發明的系統包括：ECG信號粗粒化模塊，用于將采集的ECG信號構造成ECG信號時間序列，并根據設置的時間尺度因子τ將ECG信號時間序列進行粗粒化；信號樣本熵模塊，用于計算每組粗粒化后的ECG信號時間序列的樣本熵，并提取特征向量；分類器模塊，對信號樣本熵模塊獲得的特征向量樣本集進行重采樣，獲取重采樣樣本，組成隨機森林分類器。本發明用于ECG分析。

技術領域

本發明涉及一種心電分析領域，具體涉及ECG分析系統及裝置。

背景技術

心電圖(Electrocardiograph,ECG)是通過皮膚電極對心臟電活動的圖形化記錄，能夠反映心臟基本功能及疾病特征，對心血管臨床診斷具有重要的參考價值。正常的心電信號是一種低頻周期性的非平穩信號，一旦心臟發生疾病或出現功能性退化，將直接導致心電信號的時–頻變化。隨著醫療技術的不斷發展，臨床醫學對心電監護設備自動診斷結果的準確性和實時性的需求不斷增加，引起相關領域專家的重點關注。因此，作為心血管內科輔助診斷的重要工具，對ECG自動診斷方法的研究與應用具有重要的臨床意義。

例如：就“心臟早搏”而言，本身并不是疾病，多是心在其他問題的伴隨癥狀，有一些情況下只要疏導出現“心臟早搏”人員的焦慮情緒，正常休息，少熬夜，“心臟早搏”的情況能夠得到緩解或者消失。盡管如此，但是“心臟早搏”也應該得到足夠的重視，因為其能夠直接或者間接的反映出心血管系統存在的問題，所以及時準確的獲得心電圖信息的一些信息，包括心臟早搏的診斷，能夠及時為醫生提供輔助診斷依據，從而幫助醫生對患者的病情有一個及時地、全面地了解和診斷，心臟早搏的ECG自動診斷有著十分重要的意義。雖然目前的已經有心電分析或診斷裝置，但是針對心臟早搏的自動診斷分析裝置的準確率仍然有待于提高。

發明內容

本發明為了解決目前的心臟早搏自動診斷分析裝置的準確率仍然有待于提高的問題。

心臟早搏的ECG自動診斷系統，包括：

ECG信號粗粒化模塊，用于將采集的ECG信號構造成ECG信號時間序列，并根據設置的時間尺度因子τ將ECG信號時間序列進行粗粒化；

信號樣本熵模塊，用于計算每組粗粒化后的ECG信號時間序列的樣本熵，并提取特征向量；

分類器模塊，對信號樣本熵模塊獲得的特征向量樣本集進行重采樣，獲取重采樣樣本，組成隨機森林分類器。

進一步地，所述ECG信號粗粒化模塊的具體工作過程如下：

ECG信號時間序列記為x′(k′)，k′＝1,2,…,N′，通過計算x′(k′)中連續而不重疊的i′個元素的平均值獲得粗粒化的時間序列的元素為

其中，N′為時間序列元素的數量；j′為計數角標，對應粗粒化的時間序列的元素的序號；

根據不同的時間尺度因子τ計算不同尺度下的粗粒化后的時間序列粗粒化后的時間序列的長度為N′/τ。

進一步地，所述ECG信號粗粒化模塊在構造粗粒化的ECG時間序列之前設置ECG信號長度及尺度因子，然后構造不同尺度下的時間序列。

進一步地，所述信號樣本熵模塊的具體工作過程如下：

步驟1.1、針對每個粗粒化后的時間序列分別計算每個粗粒化后的時間序列的樣本熵：

在信號樣本熵模塊中，將記為時間序列x(n)，n＝1,2,…,N；設定的嵌入維數為m，在嵌入維數為m的條件下，獲得一組m維矢量，表示為

X(i)＝[x(i),x(i+1),…,x(i+m-1)] (1)