专利汇可以提供一种用于三导联重构十二导联心电信号的智能终端专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于三 导联 重构十二导联心电 信号 的智能终端,包括处理器和蓝牙通讯模 块 ;处理器加载有信号接收模块、信号提取处理模块、神经网络训练模块和重构模块。本发明智能终端利用 人工神经网络 学习 算法 以Levenberg‑Marquardt的优化方式将重构模型准确的建立,通过对系统模型的还原,实现了利用三导联的监测数据,准确地重构出十二导联数据;本发明有效地融合了十二导联和三导联的优势,使患者及医生更容易接受,并能准确诊断。,下面是一种用于三导联重构十二导联心电信号的智能终端专利的具体信息内容。
1.一种用于三导联重构十二导联心电信号的智能终端,包括处理器和蓝牙通讯模块,其特征在于,所述的处理器加载有以下功能模块:
信号接收模块,用于通过智能终端内的蓝牙通讯模块收集心电监测器提供的心电数据;所述的心电数据包括心电监测器预先采集得到的m组三导联心电信号及其同步对应的m组十二导联心电信号以及用户日常检测时心电监测器采集得到的三导联心电信号,m为大于1的自然数;
信号提取处理模块,用于从所述的十二导联心电信号中提取出关于I、II、V1、V2、V3、V4、V5和V6八个通道的心电信号组成作为一组心电监督数据,遍历得到m组心电监督数据,进而对m组三导联心电信号和m组心电监督数据进行预处理;
神经网络训练模块,用于根据预处理后的m组三导联心电信号和m组心电监督数据通过人工神经网络学习算法进行训练,得到关于十二导联心电信号的重构模型;
重构模块,用于将用户日常检测得到的三导联心电信号代入上述重构模型中得到同步对应的关于I、II、V1、V2、V3、V4、V5和V6八个通道的心电信号,进而根据其中I和II两个通道的心电信号计算出其余III、AVF、AVR和AVL四个通道的心电信号,最终得到用户关于I、II、III、V1、V2、V3、V4、V5、V6、AVF、AVR和AVL十二通道的十二导联心电信号,进而将重构得到的十二导联心电信号通过WIFI或GPRS发送给医生手机、云端服务器或医院系统服务器供医生诊断。
2.根据权利要求1所述的智能终端,其特征在于:所述的神经网络训练模块所采用的人工神经网络学习算法以Levenberg-Marquardt算法作为优化方向。
3.根据权利要求1所述的智能终端,其特征在于:所述的神经网络训练模块通过人工神经网络学习算法进行训练的具体过程如下:
(1)将m组预处理后的三导联心电信号分为训练集和测试集且训练集大于测试集;
(2)初始化构建一个由输入层、隐藏层和输出层组成的神经网络;
(3)从训练集中任取一组三导联心电信号输入上述神经网络计算得到对应包含I、II、V1、V2、V3、V4、V5和V6八个通道的心电输出数据,计算该心电输出数据与该三导联心电信号所对应的心电监督数据之间的累积误差;
(4)根据该累积误差通过Levenberg-Marquardt算法对神经网络中输入层与隐藏层之间以及隐藏层与输出层之间神经元函数中的系数进行修正,进而从训练集中任取下一组三导联心电信号代入修正后的神经网络;
(5)根据步骤(3)和步骤(4)遍历训练集中的所有三导联心电信号,取累积误差最小时所对应的神经网络为重构模型。
4.根据权利要求3所述的智能终端,其特征在于:所述的神经网络训练模块初始化构建的神经网络中输入层由3个神经元组成,隐藏层由10个神经元组成,输出层由8个神经元组成。
5.根据权利要求4所述的智能终端,其特征在于:所述的神经网络训练模块初始化构建的神经网络中输入层与隐藏层之间以及隐藏层与输出层之间的神经元函数表达如下:
其中:ai为隐藏层第i个神经元的输出,ek为输出层第k个神经元的输出,xj为输入层第j个神经元的输出, 为输入层第j个神经元与隐藏层第i个神经元之间的权重系数, 为隐藏层第i个神经元的截距系数, 为输出层第k个神经元与隐藏层第i个神经元之间的权重系数, 为输出层第k个神经元的截距系数,g()为tansig函数,i、j和k均为自然数且1≤i≤10,1≤j≤3,1≤k≤8。
6.根据权利要求3所述的智能终端,其特征在于:所述的神经网络训练模块对于训练得到的重构模型,将测试集中的三导联心电信号逐个代入该重构模型得到对应包含I、II、V1、V2、V3、V4、V5和V6八个通道的心电输出数据,使测试集中每一组三导联心电信号所对应的心电输出数据与心电监督数据进行比较,若测试集的正确率大于等于阈值的话,则该重构模型最终确定;若测试集的正确率小于阈值的话,则利用心电监测器采集更多的三导联心电信号和十二导联心电信号以增加神经网络的训练输入。
7.根据权利要求1所述的智能终端,其特征在于:所述的重构模块通过以下公式计算III、AVF、AVR和AVL四个通道的心电信号:
其中:V(I)、V(II)、V(III)、V(AVF)、V(AVR)和V(AVL)分别对应为I通道、II通道、III通道、AVF通道、AVR通道和AVL通道的心电信号。
8.根据权利要求1所述的智能终端,其特征在于:所述的智能终端为智能手机、平板电脑或PC机。
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