專利名稱：心電監(jiān)護與自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)的冠心病自診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及心電監(jiān)護與冠心病自診斷系統(tǒng)，尤其是通過hternet進行心電數(shù)據(jù)傳輸?shù)男碾姳O(jiān)護與自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)的冠心病自診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)世界心臟聯(lián)盟分析，冠心病的死亡率遠遠高于其它疾病，已成為威脅人類生命安全的主要疾病。冠心病的早期診斷對指導(dǎo)治療和評估預(yù)后極為重要。目前，冠心病的主要診斷方法為冠狀動脈造影和ECG (即心電圖)。由于冠狀動脈造影的價格昂貴且為有創(chuàng)檢測，因而基于無創(chuàng)檢測和分析的ECG成為了最常用的方法。其中，標志心肌缺血的重要指標是ECG中ST段在靜息狀態(tài)和負荷狀態(tài)下的偏移程度。當前市場上主流的心電監(jiān)護設(shè)備有心電Holter、心電BP機和心電實時監(jiān)護系統(tǒng)，雖然它們都占有一部分市場，但都存在不足1、心電Holter通常用于早搏患者，它只能記錄心電信號，沒有實時分析功能，也不能進行遠程監(jiān)控，患者每天使用后，必須到醫(yī)院通過專用設(shè)備讀取、回放、分析Holter中的數(shù)據(jù)；2、心電BP機相對Holter具有實時檢測功能，但整個發(fā)病報警過程需要先按下儀器的“記錄”鍵，并到電話機旁撥通救助電話，再把電話對準儀器，并按“發(fā)送”鍵等一系列操作才能實現(xiàn)監(jiān)護，整個過程步驟多且復(fù)雜，不適合心臟病患者；3、心電實時監(jiān)護系統(tǒng)雖然解決了心電信號的實時檢測問題，但僅限于醫(yī)院內(nèi)的局域網(wǎng)絡(luò)小范圍使用，不具備移動性，某些偶發(fā)的心電異常波形很難在病床上發(fā)現(xiàn)，患者長期住院觀察又會嚴重影響患者的工作和正常家庭生活，所以其應(yīng)用范圍和推廣都受到很大限制，而在現(xiàn)實中，相當多患者是在日常工作、生活時發(fā)病的，到醫(yī)院檢查時癥狀消失，導(dǎo)致在醫(yī)院無法檢測到異常心電圖，無法對病情做出診斷，耽誤了治療的最佳時機；4、上述各種心電監(jiān)護設(shè)備對ECG的分析是由醫(yī)生依靠經(jīng)驗判斷，工作量大而且費時、繁瑣，準確性依賴于醫(yī)生的個人業(yè)務(wù)水平和工作責任心。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種心電監(jiān)護與自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)的冠心病自診斷系統(tǒng)，使用便利，操作簡單，能夠快速準確的實現(xiàn)在不同地域?qū)颊哌M行無間斷的心電監(jiān)護與冠心病自診斷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案
本發(fā)明心電監(jiān)護與自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)的冠心病自診斷系統(tǒng)，包括心電采集終端和醫(yī)院監(jiān)護中心計算機系統(tǒng)；所述心電采集終端由心電監(jiān)護采集儀和基于有線或無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模塊構(gòu)成；所述醫(yī)院監(jiān)護中心計算機系統(tǒng)由接收來自所述心電采集終端的心電數(shù)據(jù)并存儲至系統(tǒng)存儲器的數(shù)據(jù)通信模塊、為系統(tǒng)使用者統(tǒng)一分配登錄ID、密碼和權(quán)限并對患者身份進行鑒別的用戶信息管理模塊、為患者用戶建立個人檔案并交由醫(yī)護人員用戶進行管理的患者信息管理模塊、裝有計算機程序、提取患者心電數(shù)據(jù)特征點并運算出冠心病診斷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析模塊、接收來自患者或其他咨詢?nèi)藛T的郵件、并提供回復(fù)的Email收發(fā)模塊和將診斷結(jié)果回饋患者的SMS管理模塊構(gòu)成。所述數(shù)據(jù)分析模塊包括下列執(zhí)行步驟第一步、利用小波變換進行心電數(shù)據(jù)濾波、 特征點提取。從所述系統(tǒng)存儲器提取患者的心電數(shù)據(jù)，按多孔算法對該心電數(shù)據(jù)進行二次樣條小波5尺度分解；以2秒心電數(shù)據(jù)為一段，在4尺度上的小波分解高頻系數(shù)分段，并計算小波分解正、負模極值點；對檢測到的每一對模極值點進行時移修正，根據(jù)修正后的模極值對的位置，消除幅值較小的波峰值點位置，選擇具有最大幅值的波峰值點作為波峰值點； 第二步、利用自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)運算出冠心病診斷數(shù)據(jù)首先利用MATLAB工具，依據(jù)第一步運算出的特征點作為輸入集進行訓(xùn)練，所述訓(xùn)練采用自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)方法，其步驟為第一層選擇使用10個鐘形隸屬度函數(shù)，每個鐘形隸屬度函數(shù)有3個非線性參數(shù)；第二層，32個節(jié)點都是固定節(jié)點，它們中的每個節(jié)點將各自系統(tǒng)的輸入變量與對應(yīng)的隸屬度相乘后輸出到下一層；第三層也是固定節(jié)點，每個節(jié)點輸出第一層數(shù)據(jù)的權(quán)值平均值，給出各自對于網(wǎng)絡(luò)的貢獻力大小，第四層，使用Sugeno模糊系統(tǒng)中的“如果……則”規(guī)則；
將經(jīng)過上述訓(xùn)練獲得的運算數(shù)據(jù)，與按照上述步驟、依據(jù)正常型、水平型壓低、下垂型壓低、上斜型壓低、弓背向下型抬高、弓背向上型抬高六種心動周期的特征量與事先構(gòu)建的六種心電圖ST段形態(tài)模型分別進行對比，即得患者的心電圖ST段形態(tài)。本發(fā)明借助小波變換的多尺度特性，采用二次樣條小波變換法，在不同尺度分解系數(shù)中完成對波峰值點提取及ST段的檢測，能夠準確提取臨床患者的心電波形。在特征點正確提取的基礎(chǔ)上，利用自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法構(gòu)建的六種心電圖ST段形態(tài)模型， 成功地識別了 ST段形態(tài)，能夠替代以往通過人工經(jīng)驗方式進行的ST段形態(tài)識別和冠心病診斷工作。再加之面向^ternet的無線或有線數(shù)據(jù)傳輸、信息管理，可實現(xiàn)在不同地域、無間斷的對患者進行心電監(jiān)護與冠心病自診斷，擴大醫(yī)療覆蓋面，降低醫(yī)療費用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的數(shù)據(jù)分析模塊的計算機程序流程示意圖。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明心電監(jiān)護與自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)的冠心病自診斷系統(tǒng)， 包括心電采集終端和醫(yī)院監(jiān)護中心計算機系統(tǒng)；所述心電采集終端由心電監(jiān)護采集儀1和基于有線或無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模塊2構(gòu)成；所述醫(yī)院監(jiān)護中心計算機系統(tǒng)由接收來自所述心電采集終端的心電數(shù)據(jù)并存儲至系統(tǒng)存儲器的數(shù)據(jù)通信模塊3、為系統(tǒng)使用者統(tǒng)一分配登錄ID、密碼和權(quán)限并對患者身份進行鑒別的用戶信息管理模塊4、為患者用戶建立個人檔案并交由醫(yī)護人員用戶進行管理的患者信息管理模塊5、裝有計算機程序、提取患者心電數(shù)據(jù)特征點并運算出冠心病診斷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析模塊6、接收來自患者或其他咨詢?nèi)藛T的郵件、并提供回復(fù)的Email收發(fā)模塊7和將診斷結(jié)果回饋患者的SMS管理模塊8構(gòu)成。 所述數(shù)據(jù)分析模塊6包括下列執(zhí)行步驟
第一步、利用小波變換進行心電數(shù)據(jù)濾波、特征點提??；
從所述系統(tǒng)存儲器提取患者的心電數(shù)據(jù)，按多孔算法對該心電數(shù)據(jù)進行二次樣條小波5尺度分解；以2秒心電數(shù)據(jù)為一段，在4尺度上的小波分解高頻系數(shù)分段，并計算小波分解正、負模極值點；對檢測到的每一對模極值點進行時移修正，根據(jù)修正后的模極值對的位置，消除幅值較小的波峰值點位置，選擇具有最大幅值的波峰值點作為波峰值點； 第二步、利用自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)運算出冠心病診斷數(shù)據(jù)；
首先利用MATLAB工具，依據(jù)第一步運算出的特征點作為輸入集進行訓(xùn)練，所述訓(xùn)練采用自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)方法，其步驟為
第一層選擇使用10個鐘形隸屬度函數(shù)，每個鐘形隸屬度函數(shù)有3個非線性參數(shù)；第二層，32個節(jié)點都是固定節(jié)點，它們中的每個節(jié)點將各自系統(tǒng)的輸入變量與對應(yīng)的隸屬度相乘后輸出到下一層；第三層也是固定節(jié)點，每個節(jié)點輸出第一層數(shù)據(jù)的權(quán)值平均值，給出各自對于網(wǎng)絡(luò)的貢獻力大小，第四層，使用Sugeno模糊系統(tǒng)中的“如果……則”規(guī)則；
將經(jīng)過上述訓(xùn)練獲得的運算數(shù)據(jù)，與按照上述步驟、依據(jù)正常型、水平型壓低、下垂型壓低、上斜型壓低、弓背向下型抬高、弓背向上型抬高六種心動周期的特征量與事先構(gòu)建的六種心電圖ST段形態(tài)模型分別進行對比，即得患者的心電圖ST段形態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種心電監(jiān)護與自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)的冠心病自診斷系統(tǒng)，包括心電采集終端和醫(yī)院監(jiān)護中心計算機系統(tǒng)；所述心電采集終端由心電監(jiān)護采集儀(1)和基于有線或無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模塊(2)構(gòu)成；所述醫(yī)院監(jiān)護中心計算機系統(tǒng)由接收來自所述心電采集終端的心電數(shù)據(jù)并存儲至系統(tǒng)存儲器的數(shù)據(jù)通信模塊(3)、為系統(tǒng)使用者統(tǒng)一分配登錄ID、 密碼和權(quán)限并對患者身份進行鑒別的用戶信息管理模塊(4)、為患者用戶建立個人檔案并交由醫(yī)護人員用戶進行管理的患者信息管理模塊(5)、裝有計算機程序、提取患者心電數(shù)據(jù)特征點并運算出冠心病診斷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析模塊(6)、接收來自患者或其他咨詢?nèi)藛T的郵件、并提供回復(fù)的Email收發(fā)模塊(7)和將診斷結(jié)果回饋患者的SMS管理模塊(8)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述心電監(jiān)護與自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)的冠心病自診斷系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析模塊(6)包括下列執(zhí)行步驟第一步、利用小波變換進行心電數(shù)據(jù)濾波、特征點提??；從所述系統(tǒng)存儲器提取患者的心電數(shù)據(jù)，按多孔算法對該心電數(shù)據(jù)進行二次樣條小波 5尺度分解；以2秒心電數(shù)據(jù)為一段，在4尺度上的小波分解高頻系數(shù)分段，并計算小波分解正、負模極值點；對檢測到的每一對模極值點進行時移修正，根據(jù)修正后的模極值對的位置，消除幅值較小的波峰值點位置，選擇具有最大幅值的波峰值點作為波峰值點；第二步、利用自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)運算出冠心病診斷數(shù)據(jù)；首先利用MATLAB工具，依據(jù)第一步運算出的特征點作為輸入集進行訓(xùn)練，所述訓(xùn)練采用自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)方法，其步驟為第一層選擇使用10個鐘形隸屬度函數(shù)，每個鐘形隸屬度函數(shù)有3個非線性參數(shù)；第二層，32個節(jié)點都是固定節(jié)點，它們中的每個節(jié)點將各自系統(tǒng)的輸入變量與對應(yīng)的隸屬度相乘后輸出到下一層；第三層也是固定節(jié)點，每個節(jié)點輸出第一層數(shù)據(jù)的權(quán)值平均值，給出各自對于網(wǎng)絡(luò)的貢獻力大小，第四層，使用Sugeno模糊系統(tǒng)中的“如果……則”規(guī)則；將經(jīng)過上述訓(xùn)練獲得的運算數(shù)據(jù)，與按照上述步驟、依據(jù)正常型、水平型壓低、下垂型壓低、上斜型壓低、弓背向下型抬高、弓背向上型抬高六種心動周期的特征量與事先構(gòu)建的六種心電圖ST段形態(tài)模型分別進行對比，即得患者的心電圖ST段形態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種心電監(jiān)護與自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)的冠心病自診斷系統(tǒng)，包括心電采集終端和醫(yī)院監(jiān)護中心計算機系統(tǒng)。所述心電采集終端由心電監(jiān)護采集儀、基于有線或無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模塊構(gòu)成。本發(fā)明借助于小波變換的多尺度特性，采用二次樣條小波變換法，在不同尺度分解系數(shù)中完成對波峰值點提取及ST段的檢測，能夠準確提取臨床患者的心電波形。在特征點正確提取的基礎(chǔ)上，利用自適應(yīng)模糊推理網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法構(gòu)建的六種心電圖ST段形態(tài)模型，成功地識別了ST段形態(tài)，替代以往通過人工經(jīng)驗方式進行的ST段形態(tài)識別和冠心病診斷工作。
文檔編號A61B5/0402GK102163257SQ201110042459
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者師黎, 李輝, 楊岑玉, 王麗佳, 王治忠 申請人:鄭州大學(xué)