JPWO2020047750A5 - - Google Patents
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Description
本発明の実施例において、前記前処理は横方向引張処理及び/または横方向圧縮処理を含み、前記最初の心電図信号に対して前処理をすることによりトレーニング信号を形成するステップは、予め設定された比率により前記最初の心電図信号に対して横方向引張処理及び/または横方向圧縮処理をすることによりトレーニング信号を獲得するステップを含む。
In an embodiment of the present invention, said preprocessing comprises lateral tension processing and/or lateral compression processing, and the step of forming a training signal by preprocessing said initial electrocardiogram signal is preset to: obtaining a training signal by subjecting said initial electrocardiogram signal to lateral tension and/or lateral compression according to the ratio of said initial electrocardiogram signal .
(二)横方向引張処理及び/または横方向圧縮処理
具体的な実施例において、予め設定された比率によって最初の心電図信号に対して横方向引張処理及び/または横方向圧縮処理を行うことによりトレーニング信号を獲得する。
(2) Lateral tension processing and/or lateral compression processing In a specific embodiment, training by performing lateral tension processing and/or lateral compression processing on the initial electrocardiogram signal according to a preset ratio . get a signal.
トレーニング信号に対して横方向引張処理及び/または横方向圧縮処理を行う原因は、使用者の心拍数は一定の範囲内において変化し、その心拍数は使用者の現時点の健康状態によって決定されるからである。また、各使用者の心拍数が異なっているからである。一定の範囲の因子(すなわち所定の比率)で横方向引張処理/横方向圧縮処理、すなわち最初の心電図信号に対して引張処理/圧縮処理を行うことによりいろいろな心拍数に対応する心電図信号(すなわちトレーニング信号)を形成する。いろいろな心拍数に対応する心電図信号により不整脈検出モデルに対してトレーニングをする場合、不整脈検出モデルでいろいろな心拍数に対応する心電図信号を検出する効果を向上させ、不整脈検出モデルは心拍数の影響を受けない波形特徴と心拍数変異等の特徴を有効に検出することができる。
The reason for performing lateral tension processing and/or lateral compression processing on the training signal is that the user's heart rate varies within a certain range, and the heart rate is determined by the user's current health condition. It is from. Also, each user has a different heart rate. Electrocardiogram signals corresponding to different heart rates (i.e., training signal). When training an arrhythmia detection model with electrocardiogram signals corresponding to different heart rates, the arrhythmia detection model can improve the effect of detecting electrocardiogram signals corresponding to different heart rates, and the arrhythmia detection model can improve the effect of heart rate. It is possible to effectively detect features such as waveform features and heart rate variations that are not subject to
(一)正則化方法
ニューラルネットワークモデルのパラメーターが多いので、オーバーフィット現象(over-fit phenomena)が容易に生ずるおそれがある。本実施例のモデルでトレーニングをするとき、正則化方法によりオーバーフィット現象を防止することができる。正則化方法はL1正則化方法またはL2正則化方法等を採用することができる。モデル内のパラメーターの制限により一部分のパラメーターがモデル全体の変化方向を導くように更新されることを有効に制御することができる。実際の応用において、モデルトレーニングをするとき、損失函数に所定の比率の前記パラメーターの平方を添加することにより内部のパラメーターの柔軟性制限を形成し、モデルパラメーターが大きすぎる可能性を減少させ、モデルの安定なトレーニングを確保することができる。
(1) Regularization Method Since there are many parameters in the neural network model, over-fit phenomena may easily occur. The regularization method can prevent the overfitting phenomenon when training with the model of the present invention. As the regularization method, the L1 regularization method, the L2 regularization method, or the like can be adopted. Limiting the parameters in the model can effectively control that some parameters are updated to guide the direction of change for the entire model. In practical application, when training the model, a certain ratio of the square of the parameter is added to the loss function to form an internal parameter flexibility limit, which reduces the possibility that the model parameter is too large, and the model stable training can be ensured.
最初の心電図信号に対して横方向引張処理及び/または横方向圧縮処理をするとき、予め設定された比率によって前記最初の心電図信号に対して横方向引張処理及び/または横方向圧縮処理をすることによりトレーニング信号を獲得する。
performing lateral tension processing and/or lateral compression processing on the initial electrocardiogram signal according to a preset ratio when performing lateral tension processing and/or lateral compression processing on the initial electrocardiogram signal; to acquire the training signal.
Claims (15)
検出待機心電図信号を獲得するステップと、
前記心電図信号を予め設定された不整脈検出モデルに入力するステップと、
前記不整脈検出モデルで前記心電図信号を検出することにより前記心電図信号に対応する検出結果を獲得するステップと、を含み、
前記不整脈検出モデルは、順に接続されるコンボルーションニューラルネットワークとリカレントニューラルネットワークを含み、
前記検出結果は心電図信号の不整脈のタイプを含み、
前記不整脈検出モデルのトレーニング過程は、
トレーニング信号を獲得するステップと、
トレーニングを待っている不整脈検出モデルに前記トレーニング信号を入力し、前記不整脈検出モデルの損失函数により損失函数値を計算するステップと、
前記損失函数値を用いかつ逆伝播アルゴリズム方法により前記不整脈検出モデルのパラメーターに対してトレーニングをし、前記損失函数値が所定値に達するとトレーニングを停止させるステップと、を含み、
前記トレーニング信号を獲得するステップは、
最初の心電図信号を獲得するステップと、
前記最初の心電図信号に対して前処理をすることによりトレーニング信号を形成するステップと、を含み、
前記前処理は、局部カバーリング処理を含み、
前記最初の心電図信号に対して前処理を行うことによりトレーニング信号を形成するステップは、
前記最初の心電図信号において持続時間が所定の時間より短い信号をランダムに検出し、その信号をゼロにすることにより接続の離脱に対応する信号を形成するステップを含む、
ことを特徴とする不整脈検出方法。 A method of detecting arrhythmia, said method of detecting arrhythmia being implemented by a processor of an electronic device, said method of detecting arrhythmia comprising:
obtaining a detected waiting electrocardiogram signal;
inputting the electrocardiogram signal into a preset arrhythmia detection model;
obtaining a detection result corresponding to the electrocardiogram signal by detecting the electrocardiogram signal with the arrhythmia detection model;
The arrhythmia detection model includes a convolutional neural network and a recurrent neural network connected in sequence,
the detection result includes an arrhythmia type of the electrocardiogram signal;
The arrhythmia detection model training process includes:
obtaining a training signal;
inputting the training signal into an arrhythmia detection model awaiting training and calculating a loss function value according to the loss function of the arrhythmia detection model;
training on the parameters of the arrhythmia detection model using the loss function values and by a backpropagation algorithm method, stopping training when the loss function values reach a predetermined value;
Obtaining the training signal comprises:
obtaining an initial electrocardiogram signal;
forming a training signal by preprocessing the initial electrocardiogram signal;
The preprocessing includes local covering processing,
forming a training signal by preprocessing the initial electrocardiogram signal,
forming a signal corresponding to a disconnection by randomly detecting a signal of less than a predetermined duration in the initial electrocardiogram signal and zeroing the signal;
An arrhythmia detection method characterized by:
検出待機心電図信号を獲得するように設けられる信号獲得モジュールと、
前記心電図信号を予め設定された不整脈検出モデルに入力するように設けられるモデル入力モジュールと、
前記不整脈検出モデルで心電図信号を検出することにより前記心電図信号に対応する検出結果を獲得するように設けられるモデル検出モジュールと、
トレーニング信号を獲得するように設けられるトレーニング信号獲得モジュールと、
トレーニングを待っている不整脈検出モデルに前記トレーニング信号を入力し、予め設定された前記不整脈検出モデルの損失函数により損失函数値を計算するように設けられる損失計算モジュールと、
前記損失函数値を用い、逆伝播アルゴリズム方法により前記不整脈検出モデルのパラメーターに対してトレーニングをし、前記損失函数値が所定値に達するとトレーニングを停止させるように設けられるトレーニングモジュールと、
を含み、
前記不整脈検出モデルは順に接続されるコンボルーションニューラルネットワークとリカレントニューラルネットワークを含み、
前記検出結果は心電図信号の不整脈のタイプを含み、
前記トレーニング信号獲得モジュールは、最初の心電図信号を獲得した後、前記最初の心電図信号に対して局部カバーリング処理を含む前処理をすることによりトレーニング信号を形成するように設けられ、
前記トレーニング信号は、前記最初の心電図信号において持続時間が所定の時間より短い信号をランダムに検出し、その信号をゼロにすることにより接続の離脱に対応する信号を形成することにより形成される
ことを特徴とする不整脈検出装置。 An arrhythmia detection device, wherein the arrhythmia detection device is provided on a processor side of an electronic device, the arrhythmia detection device comprises:
a signal acquisition module configured to acquire a detection waiting electrocardiogram signal;
a model input module configured to input the electrocardiogram signal into a preset arrhythmia detection model;
a model detection module configured to detect an electrocardiogram signal with the arrhythmia detection model to obtain a detection result corresponding to the electrocardiogram signal;
a training signal acquisition module configured to acquire a training signal;
a loss calculation module provided to input the training signal to an arrhythmia detection model awaiting training and to calculate a loss function value according to a preset loss function of the arrhythmia detection model;
a training module configured to train parameters of the arrhythmia detection model using the loss function value by a backpropagation algorithm method and to stop training when the loss function value reaches a predetermined value;
including
the arrhythmia detection model includes a convolutional neural network and a recurrent neural network connected in sequence;
the detection result includes an arrhythmia type of the electrocardiogram signal;
the training signal acquisition module is arranged to acquire an initial electrocardiogram signal and then preprocess the initial electrocardiogram signal to form a training signal, including local covering;
said training signal is formed by randomly detecting a signal of less than a predetermined duration in said initial electrocardiogram signal and zeroing said signal to form a signal corresponding to disconnection. An arrhythmia detection device characterized by:
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