集成深度学习提升心律不齐分类:96.2%与98.1%精准度

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本文主要探讨了基于集成深度学习的心律不齐分类算法的研究,针对心血管疾病日益严峻的健康威胁,尤其是心律不齐这一关键问题,作者深入分析了其在临床诊断中的重要性。心电图作为低成本且无创的诊断工具,由于家庭健康监测设备的普及,心电数据量剧增,传统的手动特征设计和机器学习方法已难以满足大规模数据的处理需求,尤其是在处理个体差异明显的生理信号时。 首先,针对病人间通用的心律不齐分类,作者提出了一个创新的算法。这个算法利用双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)和改进的迁移卷积神经网络(M-CNN)来提取心电信号的时域、频域、几何结构和动态变化特征。这种集成学习方法有助于全面捕捉心电信号的复杂特性,并通过加权集成策略赋予不同模型以权重,根据不同模型在训练中的表现进行优化,显著提高了分类精度。在MIT-BIH心律不齐数据库的测试中,此算法取得了96.2%的总体准确率。 其次,针对特定病人的个性化需求,作者开发了一种融合集成学习与半监督学习的心律不齐分类算法。在通用数据集的基础上,融入少量特定病人的专用数据,通过半监督学习方式训练出针对性更强的模型。这种方法能更好地适应个体差异,增强模型的泛化能力。为了降低半监督学习过程中伪标签噪声的影响,作者采用结合网络不确定性与预测概率的方法筛选伪标签,确保了数据质量。最终,这些模型被集成在一起,进一步提升了模型的稳定性和准确性。经过同样验证,该算法在特定情况下达到了98.1%的总体准确率。 本文的研究不仅展示了深度学习在心律不齐分类中的潜力,而且通过集成学习和半监督学习的巧妙结合,解决了数据处理中的挑战,为心电图自动分类技术的实际应用提供了新的解决方案。这项工作对于提高心血管疾病诊断效率,以及促进远程医疗和家庭健康管理的发展具有重要意义。