基于黎曼流形的心律失常可視化與分類.pdf

1、心臟是人體循環(huán)系統(tǒng)中最為重要的生理器官，傳統(tǒng)的心電數(shù)據(jù)分析多數(shù)應(yīng)用線性分析方法，但實(shí)際上心電序列是一種典型的非線性時(shí)間序列。隨著計(jì)算機(jī)功能的增強(qiáng)，人們提出了更為精確復(fù)雜的心律失常分類方法，但由于采用的特征提取方法對(duì)特征參數(shù)的依賴度較高，當(dāng)識(shí)別心電類別較多時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的誤判。
　　本文將黎曼流形架構(gòu)應(yīng)用于心律失?？梢暬c分類中，提出了基于黎曼流形的心律失?？梢暬c分類算法。算法借助滑動(dòng)窗口分割將心電序列劃分為若干個(gè)子序列，將每個(gè)子序

2、列求取的協(xié)方差矩陣作為心電信號(hào)的特征描述子，通過奇異值分解將心電序列可視化為橢球，利用橢球的各向異性指標(biāo)描述心電序列并實(shí)現(xiàn)其可視化，直觀展現(xiàn)出正常心電與四種常見心律失常心電序列的區(qū)別。同時(shí)利用對(duì)稱正定矩陣流形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出最小黎曼距離的特征表征和度量方法，用黎曼距離作為相似性度量計(jì)算各協(xié)方差矩陣之間的距離，借助距離最小判別原理，實(shí)現(xiàn)心電序列的各種心律失常分類。協(xié)方差矩陣包含了嵌入在心電信號(hào)中的空間信息，求取過程簡(jiǎn)單，不需要很多波形特征

3、參數(shù)配置，同時(shí)協(xié)方差矩陣具備的對(duì)稱半正定性滿足特殊的黎曼流形，利用黎曼距離作為心電相似性度量得到的心律失常分類結(jié)果較其他方法更為直觀有效。
　　針對(duì)本文提出的方法，以MIT-BIH標(biāo)準(zhǔn)心律失常數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)正常竇性心律(Normal)和四類心律失常：左束支傳導(dǎo)阻滯(Lbbb)，右束支傳導(dǎo)阻滯(Rbbb)，房性早搏(Apc)、室性早搏(Pvc)展開分類研究，應(yīng)用最小黎曼距離分類器，平均分類精度達(dá)到了98.25％。通過與幾種常見