本發(fā)明涉及一種生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種急性冠脈綜合征早期預(yù)警方法及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、心電圖以其高效、經(jīng)濟(jì)以及非侵入性的特點(diǎn)，成為接診心腦血管相關(guān)疾病進(jìn)行診斷的主要判斷依據(jù)，心電信號(hào)詳細(xì)記錄心肌搏動(dòng)產(chǎn)生的電位變化，表現(xiàn)為ecg中的若干波群，各波群之間以心拍作為單位進(jìn)行周期性變化，這些波形中蘊(yùn)含著大量的生理信息和個(gè)體間的差異信息，而急性冠脈綜合征的診斷通常以正常波形與異常波形之間的差異作為依據(jù)，如st段抬高型心肌梗死在ecg上顯示st段弓背向上太高，而非st段抬高型心肌梗死則顯示為st段壓低，t波倒置。進(jìn)行心電信號(hào)的理解與判讀通常需要專業(yè)的醫(yī)護(hù)人員，而這對于居家監(jiān)測的高危人群來說是非常不便的，且由于睡眠場景下所采集的心沖擊信號(hào)與心電信號(hào)存在一定程度差異。結(jié)合以上原因，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)對心電信號(hào)與心沖擊信號(hào)中異常波段的信號(hào)進(jìn)行學(xué)習(xí)，挖掘同一異常波段在不同類型信號(hào)下的共性表現(xiàn)，減少兩種類型信號(hào)之間的差異，為全程的監(jiān)測預(yù)警提供可靠準(zhǔn)確的理解與判斷正是本申請所考慮的問題所在。
2、結(jié)合以上原因，如何為全程的監(jiān)測預(yù)警提供可靠準(zhǔn)確的理解與判斷正是本申請所考慮的問題所在。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種急性冠脈綜合征早期預(yù)警方法及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，為全程的監(jiān)測預(yù)警提供可靠準(zhǔn)確的理解與判斷。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了如下技術(shù)方案：一種急性冠脈綜合征早期預(yù)警方法，包括以下步驟：
3、步驟一：采集多模態(tài)生理信號(hào)數(shù)據(jù)，包括心電信號(hào)、心沖擊信號(hào)、心率、呼吸率及血氧飽和度；
4、步驟二：對心電信號(hào)和心沖擊信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，包括有心拍劃分、z-score歸一化處理；
5、步驟三：全局與局部交互的時(shí)序信號(hào)特征提取模型包括有用于提取預(yù)處理數(shù)據(jù)局部特征的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和用于提取預(yù)處理數(shù)據(jù)全局特征的transformer編碼器，提取所述局部特征和全局特征進(jìn)行特征拼接，融合為時(shí)序特征向量；
6、步驟四：性別和過往病史為結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，對所述多模態(tài)生理信號(hào)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)進(jìn)行特征映射生成特征向量；
7、步驟五：將步驟三的時(shí)序特征向量與步驟四的特征向量進(jìn)行拼接融合，生成多模態(tài)融合特征向量；
8、步驟六：將多模態(tài)融合特征向量輸入至由mlp組成的解碼器，根據(jù)預(yù)設(shè)閾值判斷急性冠脈綜合征的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，輸出預(yù)警結(jié)果。
9、優(yōu)選的，所述步驟二中的心拍劃分具體為：以心電信號(hào)的r峰為基準(zhǔn)點(diǎn)，截取前后各0.4秒的信號(hào)片段作為一個(gè)心拍。
10、優(yōu)選的，所述步驟三中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括卷積層和平均池化層，每層所述卷積核的尺寸和濾波器數(shù)量逐層增加；所述transformer編碼器包括位置編碼模塊、多頭注意力層及前饋網(wǎng)絡(luò)模塊；
11、所述位置編碼模塊，用于為輸入信號(hào)添加時(shí)序位置信息；
12、所述多頭注意力層，用于提取信號(hào)的全局依賴關(guān)系；
13、所述前饋網(wǎng)絡(luò)模塊，用于對注意力層輸出進(jìn)行非線性變換。
14、優(yōu)選的，所述步驟四中的特征映射具體為：對所述結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)采用線性投影層進(jìn)行高維映射，對心率、呼吸率、血氧飽和度采用最小-最大尺度縮放法歸一化后輸入線性投影層。
15、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任意一項(xiàng)所述的急性冠脈綜合征早期預(yù)警方法。
16、本技術(shù)方案中具有以下有益效果：1.通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(cnn)與transformer編碼器，實(shí)現(xiàn)高效多模態(tài)特征融合，顯著提升急危重癥疾病的早期識(shí)別能力，降低漏診與誤診風(fēng)險(xiǎn)。
17、2.設(shè)定預(yù)警閾值，通過解碼器判斷使用者有無患急性冠脈綜合征的風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化臨床診斷效率與準(zhǔn)確性。
18、3.通過心拍的劃分增加樣本量，提高深度學(xué)習(xí)模型的泛化能力，降低過擬合的風(fēng)險(xiǎn)。
19、4.通過歸一化的方法減少不同條件下采集的信號(hào)存在的不同幅值、均值與方差的差異帶來的影響。
20、5.通過使用平均池化層減少特征的尺寸，從而減少模型的計(jì)算復(fù)雜度。
21、6.通過在每個(gè)卷積層后使用一個(gè)批量歸一化層以保證輸出特征的均值接近0，標(biāo)準(zhǔn)差接近1，從而穩(wěn)定學(xué)習(xí)過程，減少訓(xùn)練時(shí)間。
1.一種急性冠脈綜合征早期預(yù)警方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的急性冠脈綜合征早期預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟二中的心拍劃分具體為：以心電信號(hào)的r峰為基準(zhǔn)點(diǎn)，截取前后各0.4秒的信號(hào)片段作為一個(gè)心拍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的急性冠脈綜合征早期預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟三中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括卷積層和平均池化層，每層所述卷積核的尺寸和濾波器數(shù)量逐層增加；所述transformer編碼器包括位置編碼模塊、多頭注意力層及前饋網(wǎng)絡(luò)模塊；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的急性冠脈綜合征早期預(yù)警方法，其特征在于，所述步驟四中的特征映射具體為：對所述結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)采用線性投影層進(jìn)行高維映射，對心率、呼吸率、血氧飽和度采用最小-最大尺度縮放法歸一化后輸入線性投影層。
5.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的急性冠脈綜合征早期預(yù)警方法。