挖掘心電時(shí)間序列中的奇異結(jié)構(gòu).pdf

1、心血管疾病已經(jīng)成為危害人類健康的重大殺手。心電時(shí)間序列是人們?cè)\斷心血管疾病的主要依據(jù)之一。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)測(cè)量手段和技術(shù)的發(fā)展，記錄了大量的時(shí)間序列。面對(duì)海量的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，人們迫切地需要高能力和自動(dòng)化的數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)它們進(jìn)行有效的分析和診斷。 自從心電圖被發(fā)現(xiàn)的一百年間，研究者主要通過(guò)心電圖的一些固定的模板或時(shí)間序列的相似性搜索去分析、處理心電時(shí)間序列，提取出各種特征波形，并以此來(lái)進(jìn)行心電圖的分析和診斷，取得了比較好的效果。但是，這種

2、基于模板或相似性搜索的方法存在一定的缺陷。如果某些波形結(jié)構(gòu)不與目前模板庫(kù)中的任何一個(gè)模板相似，就不能識(shí)別出這些特殊的結(jié)構(gòu)。但往往這種特殊的結(jié)構(gòu)對(duì)于疾病診斷是非常有意義的。因此，本研究試圖從一個(gè)新的不依賴于模板的角度進(jìn)行深入的探索，即搜尋心電時(shí)間序列中和所有其他子序列最不相似的心電時(shí)間序列子序列。我們稱之為心電時(shí)間序列的奇異結(jié)構(gòu)(discords)。 搜尋心電時(shí)間序列中的奇異結(jié)構(gòu)，原本就有比較準(zhǔn)確的算法，但是由于算法復(fù)雜，運(yùn)行時(shí)間

3、很長(zhǎng)，很難在實(shí)際工作中應(yīng)用。我們?cè)谘芯繃?guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)之上，優(yōu)化了原來(lái)搜尋奇異結(jié)構(gòu)的算法，并充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，選擇Eclipse+Tomcat集成開發(fā)環(huán)境，使用Java+Matlab混合編程技術(shù)，在B/S模式下，采用經(jīng)典的基于MVC設(shè)計(jì)模式的struts框架，開發(fā)了用于挖掘心電時(shí)間序列奇異結(jié)構(gòu)的Web應(yīng)用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)是由解析模塊、除噪模塊、標(biāo)準(zhǔn)化模塊、確定滑動(dòng)窗口最佳長(zhǎng)度模塊、SAX模塊、搜尋奇異結(jié)構(gòu)和訪問(wèn)交

4、互模塊這7個(gè)模塊整合而成。整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)共計(jì)50余個(gè)文件，約1萬(wàn)行代碼。與此同時(shí)，本研究還為應(yīng)用系統(tǒng)搭建了基于網(wǎng)絡(luò)的后臺(tái)心電數(shù)據(jù)庫(kù)，供用戶通過(guò)Web應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行搜索和使用。其數(shù)據(jù)主要來(lái)源于MIT/BIH標(biāo)準(zhǔn)心電數(shù)據(jù)和北京協(xié)和醫(yī)院心電數(shù)據(jù)。 用戶可以通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)本系統(tǒng)并且從數(shù)據(jù)庫(kù)選擇數(shù)據(jù)。系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地定位心電時(shí)間序列中的奇異結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)所發(fā)現(xiàn)的奇異結(jié)構(gòu)與MIT/BIH數(shù)據(jù)庫(kù)中的注釋相符。 在心電時(shí)間序列中搜尋奇異結(jié)