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1、心律失常的聚类分析研究 林泽涛葛耀峥!陶国良 “浙江大学 流体传动及控制国家重点实验室#杭州$ % ? AB C = D D % * “ | w y z ! z ! ( “ y “tw w ( | +y ! “0 y +y ! w y | (./ 0u v +- 3 7 引言 心律异常主要是心脏的兴奋*自律及其传导等 电生理学特性的异常#也可能是由于心脏搏动或动 作电位传导的阻滞#或者两者都有#但是它并不总是 一种无规律的活动+搏动可能是窦性的#或者是异位 的8节律可能是规则的也可能是不规则的#可能快* 可能正常*也可能慢+因此#从心脏活动中检出异常 心律#这一工作在临床诊断上相当重要+现阶段
2、#绝 大多数的研究主要集中于威胁生命的心律异常的检 测和识别#特别是室性颤动*房性颤动和室性心动过 速等心律失常类别+ 生物医学工程工作者在实践中已提出了很多对 于心律异常的检测算法#主要包括分支逻辑法*能量 谱分析*多连续假设检验9 % :*时 频 分 析9 :*小 波 变 换9 $ :*神经网络算法9 ; # ( 2 ?2 * . x * . u z 等+在很多的临床应用的心律失常自动分析软件中# 对于提取的心电特征量采用逻辑法进行分析+分支 逻辑法#对于病类的判断只使用了是A否概念#判断 方式严格按照是A否标准来进行#这种思维方式并不 符合人类的认知习惯+能量谱分析方法由于缺乏扎 实的研
3、究基础#在临床上还没有得到实际应用+假设 检验法通过对心电信号二进制化#得出心电信号的 概率分布图#最后进行假设检验#这种方法要求的分 析时间长#不具有实时性#而且可以检测的心律失常 类别不多+文献9 :中提出了时域分析结合时频分析 心率变化的算法#这一检测方法只是检测心率#而没 有利用心电波形的丰富信息#因此只根据心率变化 得出检测结论不够准确+而小波变换利用多分辨率 的特点#用于心电信号特征检测#能大大提高算法的 抗干扰能力和心律异常的检出能力#但是这种方法 的侧重点并不在心律异常分类方面+神经网络算法 是近年来的热点#是一种心律异常的分类方法#它对 生物医学工程学杂志 B5 y v +
4、x$ z CC C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C 与各个模板5 !找出/0 1 8 = 8 ? ; ?E FG 9 A B 9 ;A 3= E A H ?B C01 2 3 4 1 5 H 9 9 : 9 ? I J K L I M N O P Q L O N R S Q L O N R I S Q L O N R T P U R N L V S U WQ L V R O
5、 X P L Y T P U R N L V X S Z $ - # %-# %#- $ - _# $# aa- b % . # - -# $ # a a%a b _ # - .% $ $ c# _ aa b a c # $ % % # $% $ a% b # c # $ c# $ _# $ %a# b c a # # $# a a-# a a#- # # .# - a$ $ _ %# b % _ S d误聚类的心搏数目e I S d正确聚类的心搏数目 f 结语 提出了一种基于聚类分析的心律失常分析算 法“该算法利用聚类分析适宜于处理大数据量的特 点“将它运用于数据量大g准确性要求高和实时性的
6、 心电分析中!该算法考虑到个体的特异性“在诊断分 析之前建立具有个体特性的正常模板“而且模板库 在分析过程中不断变化“使算法具有自学习功能和 自适应功能!经hi Ij k i l标准心电数据库中的. 个典型记录检验“该算法的聚类效果比较理想“所有 记录的聚类准确率都在_ - 以上! 聚类分析与神经网络的区别在于聚类分析是无 监督学习“而神经网络是有监督学习方法!无监督学 习不依靠事先确定的数据类别“以及标有数据类别 的学习训练样本集合“因此聚类分析不必经过训练 过程“克服了神经网络不满足心律失常分析的实时 性要求和受训练样本集合有限性限制的缺点! 在提出的聚类分析算法中“分析对象只局限于 *+
7、 ,波“ 由于其提供的心脏生理信息的有限性“导 致算法检测中的聚类误差!在以后的研究中“有待于 将m g I波等提供的信息考虑进去“同时综合多导联 分析“才能够得到比较准确的诊断结果! 参考文献 $I n O o M Vp)“pO N O V O q O Sr“I M WO R L P P X sbhU P N X tO JR L u U L S N X O P n J K M N n L R X R N L R N X S Z v M VN O w n J O V V n J N n WX O Y X w V X WX S O N X M S b i x x x I V O S R O w
8、N X M Sk X M WL Y X w O P x S Z X S L L V X S Z “$ _ _ a ea $ ya . - #I R X K M U V O Rhs“ M N X O Y X Rz i brU N M WO N X wO V V n J N n WX OY L N L w N X M S Q O R L Y M S N X WL O S Y N X WL j v V L u U L S w J O S O P J R X R M v n L O V N V O N L O V X O Q X P X N J bT M WK U N L VhL N n M Y RO
9、 S Ym V M Z V O WRX Sk X M WL Y X w X S L “ # - - a ec a # y_ %| X T “ n L S ZT ! “I O XT bz L N L w N X M SM vx T s w n O V O w N L V X R N X w K M X S N R U R X S Z tO L P L N N V O S R v M V WR b i x x x I V O S R O w N X M S M S k X M WL Y X w O P x S Z X S L L V X S Z “$ _ _ ea # $ y# $ a, X WM
10、 S k m “ x R tO V O S T b rS x T s w P O R R X v X L VY L R X Z S L Y U R X S Z WM Y X v X L Y Y L w X R X M S Q O R L Y S L U V O P S L N tM V o R b T M WK U N L V R O S Y k X M WL Y X w O P + L R L O V w n “$ _ _ c e% - a y# c , N L V S X w o L P “brU N M WO N X w K O N N L V SV L w M Z S X N X M
11、SX Sx T sN X WL R L V X L R b T M WK U N L VhL N n M Y RO S Ym V M Z V O WRX Sk X M WL Y X w X S L “# - - # e . # y$ - _ + O Q L P M# Vr“+ M w n Or+ “$P X L X V O“% & ( brSL ) K L V NR J R N L W v M VY X O Z S M R X RM v O w U N LWJ M w O V Y X O P X S v O V w N X M StX N nx T sO S O P J R X R b rV
12、N X v X w X O P i S N L P P X Z L S w LX ShL Y X w X S L “$ _ _ c e$ - $ yc c O S Z “I “m O S x m b T P U R N L V X S Z O S O P J R X R b k L X q X S Z ds L M P M Z X w O P m U Q P X R n X S ZlM U R L “$ _ . # d# j % - *方开泰“潘恩沛b聚类分析b北 京d地质出版社“ $ _ . # d # j % - + .hM V N L , O, “O WQ X , pbx T sQ L
13、O N w P O R R X v X w O N X M SQ O R L YM SOw V M R R j Y X R N O S w LO S O P J R X R b, X Z S O P m V M w L R R X S ZO S YX N RrK K P X w O N X M S R “, X ) N n i S N L V S O N X M S O P , J WK M R X U W M S “# - - $ e$ y# % a 收稿d # - - a j - j # a 修回d # - - a j - _ j - . #-$ 生 物 医 学 工 程 学 杂 志第# % - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 卷