动态心电图室性早搏起搏点定位算法设计

摘要

心血管疾病是目前人类发病率和死亡率最高的疾病之一，针对心血管疾病的医学诊断技术在不断革新，其中动态心电图（Electrocardiogram，ECG）技术是针对临床心血管疾病的非创伤性的重要诊断技术之一。在心血管疾病中，异位早搏是一种常见的心律失常疾病，尤其是起源于心室的室性早搏（Premature Ventricular Contraction，PVC，简称“室早”），其发生人群相当广泛，在心电医学邻域受到大量学者的研究关注。 本论文根据室性早搏心电图特点，设计和实现了主要包括室早的心拍检测和室早起搏点定位两个方面在内的室性早搏起搏点定位算法，该项研究对于室早的临床诊断和治疗有着极其重要的指导意义。具体工作和成果如下： 1.实现和改进了室早心拍检测算法。结合模板匹配算法和卷积神经网络模型设计和实现了室早心拍检测算法，提高了算法对噪声信号的鲁棒性以及室早心拍检测的整体性能，算法在MIT-BIH标准心电数据库上测试得到的灵敏度、特异性和准确率分别可以达到94.97%、97.87%和97.72%，相对于传统的室早心拍检测算法整体性能有所提高。 2.设计和实现了室早起搏点定位算法。结合心电图中室早起搏点定位的经验规则，提取室早心电图数据中相应的特征空间，利用基于CART决策树的算法对室早起搏点的类型进行了有效的分类，使得在室早心拍检出的基础上，准确定位到室早的起搏点位置，在医院临床数据上的三分类和五分类准确率分别为90.63%和85.42%，为后续室早的临床治疗方案（如导管消融等）的确立提供了有效的指导。

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Abstract

第一章 绪论

1.1课题背景与意义

1.2室早起搏点定位算法研究现状综述

1.2.1 室早心拍检测算法研究现状

1.2.2 室早起搏点定位算法研究现状

1.3本论文研究内容及章节安排

1.3.1 研究内容及设计指标

1.3.2 本论文章节安排

第二章 室早起搏点定位算法技术原理综述

2.1 动态心电图技术原理介绍

2.1.1 心电信号的生理学基础

2.1.2 心电信号的采集

2.1.3 心电信号的组成

2.1.4 心电信号的干扰噪声及去噪方法

2.2 室性早搏的病理及心电图检测原理介绍

2.3 室性早搏起搏点的定位原理介绍

2.3.1 左右束支阻滞的诊断原理

2.3.2 室早起搏点定位的心电图诊断原理

第三章 室早心拍检测算法的研究和设计

3.1 室早心拍检测算法的原理

3.2 基于卷积神经网络与模板匹配的室早心拍检测算法设计及实现

3.2.1 卷积神经网络算法部分的设计及实现

3.2.2 模板匹配算法部分的设计和实现

3.3 室早心拍检测算法测试结果与分析

3.3.1 数据库介绍

3.3.2 算法测试结果与分析

3.4 本章小结

第四章 室早起搏点定位算法的研究和设计

4.1 室早起搏点定位算法方案设计

4.2 室早起搏点定位算法的预处理

4.2.1 基于阈值的预激波检测方法

4.2.2 心拍主波波群形态检测方法

4.3 基于CART决策树的室早起搏点定位算法实现

4.3.1 决策树算法介绍

4.3.2 基于CART决策树的室早起搏点定位算法实现

4.4 室早起搏点定位算法测试结果与分析

4.4.1 数据库介绍

4.4.2 算法测试结果与分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文