心肌梗死(MI)是最常见的心血管疾病威胁人类生命。为了准确区分心肌梗死和有一个良好的可解释性,结合规则的分类方法提出功能和心室活动功能。具体来说,根据临床诊断规则和心电图心肌梗死的病理变化,当地从Q波中提取信息,ST段和T波计算的规则功能。所有样品的QT段与心室活动特征提取。然后,为了减少计算复杂度的心室活动特性,离散小波变换(DWT)的影响,主成分分析(PCA)和保局投影(垂直距离)对提取的心室活动特性进行了比较。结合规则功能和心室活动功能,所有12领先特性融合作为最终的特征向量。最后,极端的梯度增加(XGBoost)是用来确定心肌梗塞,并获得99.86%的总体准确率报道Bundesanstalt (PTB)的数据库。这种方法有很好的医学诊断的基础上同时提高精度,这对临床决策是非常重要的。gydF4y2Ba
MI (gydF4y2Ba
临床医生和心电图专家识别MI基于心电图波形的变化和诊断经验。随着计算机信息技术的发展,自动分析心电图已经收到了广泛的关注。应用计算机辅助智能检测心肌梗死的分类可以帮助医生更准确地诊断心肌梗死,减少医生的负担。在当前的研究中,各种分类算法识别提出了MI,它主要分为深度学习和特性工程根据研究方向。深度学习在一个端到端的机密的方式,具有较高的性能,因此被广泛用于MI分类。然而,它并不注重数据处理和致力于分类器的性能,所以它不能分析具体特征对分类性能的影响。工程是基于特征的分类分析心电图数据,提取一些有用的数据,或者做一个组合的数据,根据这些数据进行分类。其性能取决于提取的特征。因此,充分挖掘心电图数据基于临床医学原则不仅具有良好的解释能力,而且有助于提高分类性能。gydF4y2Ba
本文基于医生的诊断规则的主要特点(gydF4y2Ba
不同形式的心肌梗死。(一)形态仅表现为异常Q波。(b) ST段抬高和T波形态表现的高度。(c)形态学ST段抬高,T波倒置,正常Q波。(d)的外观异常Q波和T波倒置。gydF4y2Ba
尽管这些传统的功能是检测心肌梗死的关键,在一般意义上,心肌梗死的梗死心肌细胞的各个部分心室。因此,有必要考虑心室的全球活动信息。虽然提取规则特性,这种方法比较了三种技术的性能DWT, PCA,垂直距离在心室活动特征压缩。然后临床规则融合特性和压缩心室活动特性。最后,XGBoost用于分类融合特性,和10倍交叉验证方法是用于测试。该方法不仅有效地解释分类的基础上,还充分利用心室活动信息,可以改善心肌梗死分类的准确性。本文的主要贡献如下:gydF4y2Ba
根据临床诊断意义,它不仅地图的特点,医生的诊断规则,还认为心室活动的信息。因此,提出心室融合规则功能演示心肌梗死信息全面。gydF4y2Ba
DWT压缩方法不仅消除了冗余信息的心室活动特性,还有效地保留了详细的信息。与PCA和垂直距离相比,它显示了更好的性能在心室活动特性。gydF4y2Ba
XGBoost模型与心室功能融合规则是用来分类心肌梗塞,健康,和其他疾病,可以找到8类型的心肌梗塞,对临床诊断非常重要。gydF4y2Ba
本文的其余部分的结构如下:部分gydF4y2Ba
近年来,随着人工智能的发展,智能检测心肌梗死已成为一个研究热点。研究人员已经开发出多种分类方法,采用的方法主要包括基于深度学习方法和特性。gydF4y2Ba
由于没有需要手动设计特征提取和分类性能很重要,深度学习广泛用于心肌梗死检测(gydF4y2Ba
基于功能的心肌梗死(分类gydF4y2Ba
尽管有如此多的工作的检测心肌梗死(gydF4y2Ba
总结相关的工作。gydF4y2Ba
| 方法gydF4y2Ba | 功能gydF4y2Ba | 文献gydF4y2Ba |
|---|---|---|
| 深度学习gydF4y2Ba | 端到端gydF4y2Ba | (gydF4y2Ba |
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| 机器学习gydF4y2Ba | 形态gydF4y2Ba | (gydF4y2Ba |
| 时间间隔gydF4y2Ba | (gydF4y2Ba |
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| 区域gydF4y2Ba | (gydF4y2Ba |
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| 小波系数gydF4y2Ba | (gydF4y2Ba |
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| 离散余弦变换gydF4y2Ba | (gydF4y2Ba |
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| 经验模态分解gydF4y2Ba | (gydF4y2Ba |
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本文主要识别8不同部位的心肌梗死,以及健康(H)和其他疾病(O)。这些8部分前(A),前外侧(AL),前隔(),差(我),下侧(IL)、劣势后(IP),劣质的后外侧(IPL),和(P),心肌梗死后分类通常包括三个主要步骤:首先,消除基线漂移和高频噪声的ECG信号,并检测QRS波群波和T波根据心肌梗死的原则;其次,提取规则功能和心室活动功能根据医生的诊断规则和心肌梗死病理;最后,XGBoost算法用于心肌梗死的分类。图gydF4y2Ba
心肌梗死流分类算法。gydF4y2Ba
人体的心电信号弱,噪声有很大的影响在波形的形状和细节,这常常阻碍疾病的识别。去噪是波形位置分析的第一步。小波变换(gydF4y2Ba
去噪的本质是将不同频率的部分信号分解成不同尺度空间上的小波系数,然后删除相应的噪声和保留有用信号的小波系数获得;最后,信号重构。数据gydF4y2Ba
心肌梗死的原始数据。gydF4y2Ba
心肌梗死后的数据去噪。gydF4y2Ba
波形分类的信号是由墨西哥帽小波分解的基函数将QRS波群波(gydF4y2Ba
统计结果波检测的协作中心心电图数据。gydF4y2Ba
| 记录gydF4y2Ba | 非线性波gydF4y2Ba | P波gydF4y2Ba | T波gydF4y2Ba | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| +gydF4y2Ba |
Se %gydF4y2Ba | Acc %gydF4y2Ba | +gydF4y2Ba |
Se %gydF4y2Ba | Acc %gydF4y2Ba | +gydF4y2Ba |
Se %gydF4y2Ba | Acc %gydF4y2Ba | |
| 001年gydF4y2Ba | 99.78gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.78gydF4y2Ba | 99.93gydF4y2Ba | 99.95gydF4y2Ba | 99.89gydF4y2Ba | 99.79gydF4y2Ba | 99.87gydF4y2Ba | 99.67gydF4y2Ba |
| 002年gydF4y2Ba | 99.94gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.94gydF4y2Ba | 99.92gydF4y2Ba | 99.92gydF4y2Ba | 99.84gydF4y2Ba | 99.79gydF4y2Ba | 99.87gydF4y2Ba | 99.67gydF4y2Ba |
| 003年gydF4y2Ba | 99.93gydF4y2Ba | 99.93gydF4y2Ba | 99.87gydF4y2Ba | 99.84gydF4y2Ba | 99.96gydF4y2Ba | 99.81gydF4y2Ba | 99.93gydF4y2Ba | 99.90gydF4y2Ba | 99.84gydF4y2Ba |
| 004年gydF4y2Ba | 99.89gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.89gydF4y2Ba | 99.86gydF4y2Ba | 99.86gydF4y2Ba | 99.73gydF4y2Ba | 99.76gydF4y2Ba | 99.83gydF4y2Ba | 99.59gydF4y2Ba |
| 005年gydF4y2Ba | 99.91gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.91gydF4y2Ba | 99.88gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.88gydF4y2Ba | 99.95gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.95gydF4y2Ba |
每个波形检测位置的标志。gydF4y2Ba
当发生心肌梗塞时,异常波型继续随时间变化。在心肌梗死的早期阶段,T波和ST段同时升高;心肌梗死后持续几个小时,ST段拱升高,形成单向曲线异常Q波出现,和T波逐渐倒。在亚急性阶段,ST段回到基线我点,T波逐渐变得平坦,和异常Q波依然存在;在旧的阶段,ST段和T波恢复正常,但异常Q波依然存在。ST段、T波和Q波有不同的形态标准由于不同的线索。因此,它不可能简单地提取振幅或持续时间的乐队也只描述一个乐队的信息。有必要把多个波形一个全面的描述。基于相关文献的研究gydF4y2Ba
ST段功能描述:这些特性包括振幅之间的区别gydF4y2Ba
Q波的特性描述:这些特性包括Q波的持续时间和Q波的振幅的比值R波。心肌梗死的进展到后期时,就会出现异常Q波。其具体特性的Q波扩大,和R波的振幅超过一定比例相同的领先。gydF4y2Ba
T波的特性描述:这些特性包括T波的振幅的比值R波,T波振幅差异及其起点,和T波振幅差异和它的终点。不同的领导有不同的T波形态标准。确定T波形态变化需要基于R波振幅或开始点和结束点的振幅的T波。当T波高于一定比例的R波,它通常是一个高耸的T波,当T波低于一定比例的R波或者T波的相对起点低于一定的振幅,低,平的。振幅的差异之间的T波和它的开始点和结束点描述是否T波倒置或直立。gydF4y2Ba
QT段功能描述:QT段是心电图Q波的记录从一开始到最后的T波,包括QRS波群波和ST-T段。自从QRS波代表心室去极化的时间和ST-T波代表减缓心室复极化时,QT段是总测量心室活动。心肌梗死通常发生在心室,因此心室活动的记录有一个更全面和准确的描述心肌梗塞。摘要QT段提取并统一的1000个样本作为心室活动特性。gydF4y2Ba
提取特征的注释。gydF4y2Ba
心电信号特征。gydF4y2Ba
| 数量gydF4y2Ba | 心电信号特征gydF4y2Ba | 引入心电信号特征参数gydF4y2Ba |
|---|---|---|
| 1gydF4y2Ba | 规则的功能gydF4y2Ba | 包括ST段特性描述、Q波的特性描述,和T波的特性描述,总共7功能gydF4y2Ba |
|
|
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| 2gydF4y2Ba | 心室活动特性gydF4y2Ba | 包括1000个采样点的QT段gydF4y2Ba |
|
|
||
| 3gydF4y2Ba | 心室融合规则的功能gydF4y2Ba | 结合统治者功能和心室活动特性gydF4y2Ba |
在本文中,考虑到心肌梗死不仅仅是体现在一个固定的特性,因为它是一个全面的测量Q波和ST-T段,规则功能集团是一家功能映射为医生诊断心肌梗塞,在这项工作不需要特征压缩。心室活动特性,所有采样点的QT段。简单地提取所有样本通常是混合冗余信息,和功能维度过高使计算复杂,因此它需要被压缩。不同的功能对相同的数据压缩方法有不同的影响。因此,对于心室活动特性,本文使用了三个技术比较:DWT, PCA,垂直距离。心室活动特征的1000个样本被压缩成32特性。gydF4y2Ba
离散小波变换是一种时间domain-frequency域变换分析方法(gydF4y2Ba
主成分分析是一种基于正交变换的降维方法(gydF4y2Ba
当样例是一个gydF4y2Ba
本地保存的预测是一个线性降维技术,这减少了空间维度,同时保持内部固定的局部结构(gydF4y2Ba
在这里,gydF4y2Ba
XGBoost是一种改进的基于梯度的算法提高决策树(GBDT);GBDT相似,它是一个由多个决策树算法(gydF4y2Ba
XGBoost算法结构。gydF4y2Ba
输入样本gydF4y2Ba
损失函数表示为gydF4y2Ba
在这里,gydF4y2Ba
自gydF4y2Ba
优化得到的损失函数泰勒展开公式所示(gydF4y2Ba
在这里,通过gydF4y2Ba
XGBoost的优点是,它有一个可靠的目标函数。XGBoost将正则化项添加到目标函数使训练模型简单,防止过度拟合。与GBDT相比,XGBoost扩展目标函数二阶泰勒,留住更多关于目标函数的信息,使得算法更快地收敛到全局最优。XGBoost执行列抽样以类似的方式随机森林,这不仅可以减少过度拟合也减少计算。本文比较多个分类器的性能,考虑分类器的特点,选择决策树作为基分类器。然后整体学习是用来减轻数据不平衡和改善分类器的性能。gydF4y2Ba
在本部分中,实验的过程和结果将被详细描述。主题集中在特征提取和分类的心肌梗塞。根据临床医学诊断规则和医学意义,7规则特征提取和计算功能组,和所有的样本QT段与心室活动特征提取。为了减少12导心电图数据的冗余信息的心室和提高效率的模型,三种技术的DWT, PCA和垂直距离是用来转换和比较心室活动特性,分别和32个特征。最后,心室活动特征的表演最好的压缩效应和规则特性及其组合的分类效果进行了比较。本文使用PTB数据库。重点是8种心肌梗死的分析和分类,以及健康和其他疾病的数据。总共37359心跳被提取,和10倍交叉验证方法被用于模型(gydF4y2Ba
本文使用的数据来自于肺结核诊断心电图数据库(gydF4y2Ba
肺结核数据集的疾病。gydF4y2Ba
| 不。gydF4y2Ba | 诊断类gydF4y2Ba | 记录gydF4y2Ba |
|---|---|---|
| 1gydF4y2Ba | 束支块gydF4y2Ba | 17gydF4y2Ba |
| 2gydF4y2Ba | 心肌病gydF4y2Ba | 17gydF4y2Ba |
| 3gydF4y2Ba | 节律障碍gydF4y2Ba | 16gydF4y2Ba |
| 4gydF4y2Ba | 健康的控制gydF4y2Ba | 80年gydF4y2Ba |
| 5gydF4y2Ba | 心脏衰竭gydF4y2Ba | 3gydF4y2Ba |
| 6gydF4y2Ba | 心肌肥厚gydF4y2Ba | 7gydF4y2Ba |
| 7gydF4y2Ba | 心肌梗死gydF4y2Ba | 368年gydF4y2Ba |
| 8gydF4y2Ba | 心肌炎gydF4y2Ba | 4gydF4y2Ba |
| 9gydF4y2Ba | N / A:临床总结gydF4y2Ba | 27gydF4y2Ba |
| 10gydF4y2Ba | 心悸gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba |
| 11gydF4y2Ba | 稳定心绞痛gydF4y2Ba | 2gydF4y2Ba |
| 12gydF4y2Ba | 不稳定性心绞痛gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba |
| 13gydF4y2Ba | 心脏瓣膜病gydF4y2Ba | 6gydF4y2Ba |
这项工作将心肌梗死从健康(H)和其他疾病(O),而分类前(A),前外侧(AL),前隔(),差(我),下侧(IL)、后(IP),劣质后横向(IPL)和后(P)心肌梗死。提取的数据如表所示gydF4y2Ba
心跳总数中提取。gydF4y2Ba
| 类gydF4y2Ba | 数量的节拍gydF4y2Ba |
|---|---|
| 一个gydF4y2Ba | 5001年gydF4y2Ba |
| 艾尔gydF4y2Ba | 4695年gydF4y2Ba |
| 作为gydF4y2Ba | 3219年gydF4y2Ba |
| 我gydF4y2Ba | 5395年gydF4y2Ba |
| 伊尔gydF4y2Ba | 3391年gydF4y2Ba |
| 知识产权gydF4y2Ba | 503年gydF4y2Ba |
| IPLgydF4y2Ba | 1739年gydF4y2Ba |
| PgydF4y2Ba | 460年gydF4y2Ba |
| HgydF4y2Ba | 5820年gydF4y2Ba |
| OgydF4y2Ba | 7136年gydF4y2Ba |
| 总gydF4y2Ba | 37359年gydF4y2Ba |
本文实验结果得到了通过比较不同标签的输出模型和真正的标签。评价指标是基于文献[gydF4y2Ba
为了验证提取的特征的有效性和比较XGBoost和其他分类器之间的表演,这项工作做了四组实验。实验1三种技术适用于比较心室活动特性和通过XGBoost验证效果。实验2比较规则的性能特性,心室活动特性,XGBoost和心室融合规则功能。为了验证XGBoost的有效性,实验3比较XGBoost与传统基本分类器的性能。同时,因为XGBoost属于整体学习,实验4比较它与其他系综分类器。最后,该方法相对于其他文献的方法。gydF4y2Ba
为了充分探索在心肌梗死心电图信号的医学意义,本文提取1000 QT段样品室活动特性。同时,为了消除冗余信息的心室活动特性,实验1使用了三个不同的技术的DWT, PCA和垂直距离比较心室活动特性。表gydF4y2Ba
在PCA每个分类器的性能比较,垂直距离和DWT。gydF4y2Ba
| 分类器gydF4y2Ba | 主成分分析(%)gydF4y2Ba | 垂直距离(%)gydF4y2Ba | DWT (%)gydF4y2Ba |
|---|---|---|---|
| 然而,gydF4y2Ba | 53.94gydF4y2Ba | 97.74gydF4y2Ba | 98.15gydF4y2Ba |
| GNBgydF4y2Ba | 26.70gydF4y2Ba | 23.43gydF4y2Ba | 48.00gydF4y2Ba |
| 乔治。gydF4y2Ba | 13.88gydF4y2Ba | 27.07gydF4y2Ba | 76.00gydF4y2Ba |
| LRgydF4y2Ba | 14.31gydF4y2Ba | 39.75gydF4y2Ba | 82.17gydF4y2Ba |
| DTgydF4y2Ba | 73.16gydF4y2Ba | 98.71gydF4y2Ba | 92.84gydF4y2Ba |
| 支持向量机gydF4y2Ba | 61.17gydF4y2Ba | 37.10gydF4y2Ba | 98.55gydF4y2Ba |
| 随机森林gydF4y2Ba | 80.75gydF4y2Ba | 99.43gydF4y2Ba | 99.46gydF4y2Ba |
| 演算法gydF4y2Ba | 73.80gydF4y2Ba | 98.31gydF4y2Ba | 92.46gydF4y2Ba |
| ExtraTreesgydF4y2Ba | 70.80gydF4y2Ba | 99.19gydF4y2Ba | 99.59gydF4y2Ba |
| 装袋gydF4y2Ba | 88.12gydF4y2Ba | 99.19gydF4y2Ba | 98.89gydF4y2Ba |
| GBDTgydF4y2Ba | 67.98gydF4y2Ba | 99.65gydF4y2Ba | 97.96gydF4y2Ba |
|
|
93.02gydF4y2Ba | 99.65gydF4y2Ba | 99.70gydF4y2Ba |
|
|
59.80gydF4y2Ba | 76.60gydF4y2Ba | 90.31gydF4y2Ba |
根据实验结果,尽管PCA具有良好的个体分类器性能,例如,XGBoost达到93.02%,确实不适合在大多数分类器。这是因为PCA敏感地方奇异特性转换过程,但忽略了关键的详细特性,分类精度相对较低。垂直距离高性能大多数分类器;它达到了精度超过90%在他们中的大多数。但是,几个分类器,性能差,所以整体效果在所有分类器是不好的。DWT取得良好的性能在所有分类器,平均分类精度为90.31%。这是因为DWT降低了特征维数,使其尽可能接近原始信号波形,留住全球关键特性,所以总体分类精度更高,XGBoost到达99.70%。基于上述实验结果,本文将选择DWT变换后的心室活动特性作为进一步实验。gydF4y2Ba
为了理解和充分利用全球心肌梗死的特点,我们比较和分析规则的性能差异特性,心室活动特性,以及心室融合规则的特性和使用整体精度的最终指标比较。实验2的性能差异进行了比较,通过XGBoost三个特性集。表gydF4y2Ba
XGBoost分类性能的三个特性集。gydF4y2Ba
| 分类器gydF4y2Ba | 规则特性(%)gydF4y2Ba | 心室活动特性(%)gydF4y2Ba | 心室融合规则特性(%)gydF4y2Ba |
|---|---|---|---|
| XGBoostgydF4y2Ba | 99.67gydF4y2Ba | 99.70gydF4y2Ba | 99.86gydF4y2Ba |
基于规则特征结果表明,模型具有较高的分类性能,和它的总准确率为99.67%。这表明医生的诊断规则有一个好的影响心肌梗死的识别,它本身可以分为一个强大的特性。心肌梗死的分类基于心室活动特性具有显著的性能,精度高达99.70%。因为它包含更多的心脏活动信息,改善了规则特性,但改善不明显。心室融合规则特性使用不同部分之间的关联信息和全球心室活动信息,和最终的分类精度为99.86%。与规则特性相比,心室融合规则功能补充内部的具体细节信息;与心室活动特性相比,心室融合规则特性添加段之间的关联信息。因此,相比之下,其他两个特性,心室融合规则特征的分类性能有一定的改善。表gydF4y2Ba
XGBoost与心室融合规则的特征分类结果特定类别统计。gydF4y2Ba
| 一个gydF4y2Ba | 作为gydF4y2Ba | 艾尔gydF4y2Ba | 我gydF4y2Ba | 伊尔gydF4y2Ba | 知识产权gydF4y2Ba | IPLgydF4y2Ba | PgydF4y2Ba | HgydF4y2Ba | OgydF4y2Ba | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 一个gydF4y2Ba | 500年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| 作为gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 468年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| 艾尔gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 320年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| 我gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 537年gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba |
| 伊尔gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 339年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| 知识产权gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 50gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| IPLgydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 173年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| PgydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 46gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| HgydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 582年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba |
| OgydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 710年gydF4y2Ba |
XGBoost与心室融合规则的特征分类的结果。gydF4y2Ba
| TPgydF4y2Ba | TNgydF4y2Ba | 《外交政策》gydF4y2Ba | FNgydF4y2Ba | SegydF4y2Ba | SpgydF4y2Ba | +gydF4y2Ba |
AccgydF4y2Ba | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 一个gydF4y2Ba | 500年gydF4y2Ba | 3229年gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba | 99.80gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba |
| 作为gydF4y2Ba | 468年gydF4y2Ba | 3261年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 99.79gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba |
| 艾尔gydF4y2Ba | 320年gydF4y2Ba | 3409年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 99.69gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba |
| 我gydF4y2Ba | 537年gydF4y2Ba | 3191年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 2gydF4y2Ba | 99.63gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.95gydF4y2Ba |
| 伊尔gydF4y2Ba | 339年gydF4y2Ba | 3390年gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba | 99.71gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba |
| 知识产权gydF4y2Ba | 50gydF4y2Ba | 3680年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba |
| IPLgydF4y2Ba | 173年gydF4y2Ba | 3557年gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba |
| PgydF4y2Ba | 46gydF4y2Ba | 3683年gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba | 97.87gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba |
| HgydF4y2Ba | 582年gydF4y2Ba | 3147年gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 0gydF4y2Ba | One hundred.gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba | 99.83gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba |
| OgydF4y2Ba | 710年gydF4y2Ba | 3019年gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 99.86gydF4y2Ba | 99.97gydF4y2Ba | 99.86gydF4y2Ba | 99.95gydF4y2Ba |
混淆矩阵根据分类结果XGBoost心室融合规则的功能。gydF4y2Ba
实验3 XGBoost和传统分类器之间的性能比较。本文选择6个基本分类器进行比较:再(资讯),高斯朴素贝叶斯(GNB),线性判别分析(LDA),决策树(DT)、支持向量机(SVM)和逻辑回归(LR)。比较结果如表所示gydF4y2Ba
详细的XGBoost和其他基本分类器之间的性能比较。gydF4y2Ba
| 分类器gydF4y2Ba | 规则特性(%)gydF4y2Ba | 心室活动特性(%)gydF4y2Ba | 心室融合规则特性(%)gydF4y2Ba |
|---|---|---|---|
| GNBgydF4y2Ba | 42.68gydF4y2Ba | 48.00gydF4y2Ba | 56.11gydF4y2Ba |
| 乔治。gydF4y2Ba | 55.63gydF4y2Ba | 76.00gydF4y2Ba | 84.98gydF4y2Ba |
| LRgydF4y2Ba | 61.98gydF4y2Ba | 82.17gydF4y2Ba | 92.57gydF4y2Ba |
| DTgydF4y2Ba | 93.53gydF4y2Ba | 92.84gydF4y2Ba | 95.65gydF4y2Ba |
| 支持向量机gydF4y2Ba | 89.00gydF4y2Ba | 98.55gydF4y2Ba | 99.08gydF4y2Ba |
| 然而,gydF4y2Ba | 95.33gydF4y2Ba | 98.15gydF4y2Ba | 99.06gydF4y2Ba |
|
|
99.67gydF4y2Ba | 99.70gydF4y2Ba | 99.86gydF4y2Ba |
结果表明,与基本的分类器相比,XGBoost显著的性能在所有三个特性集。其中,对于所有分类器,心室融合规则特性有一定的性能相比其他特性的改善。除了XGBoost, DT、支持向量机和资讯都有良好的分类性能,分类精度约为90%,但支持向量机的性能极大地影响特征维度,和分类性能不稳定。gydF4y2Ba
实验4比较XGBoost分类器的性能与其他集合的方法。本文选择几种常见合奏的方法比较,比如演算法,GBDT,装袋,随机森林,ExtraTrees。结果如表所示gydF4y2Ba
详细的性能对比XGBoost和其他系综分类器。gydF4y2Ba
| 分类器gydF4y2Ba | 规则特性(%)gydF4y2Ba | 心室活动特性(%)gydF4y2Ba | 心室融合规则特性(%)gydF4y2Ba |
|---|---|---|---|
| 随机森林gydF4y2Ba | 99.27gydF4y2Ba | 99.46gydF4y2Ba | 99.75gydF4y2Ba |
| ExtraTreesgydF4y2Ba | 99.51gydF4y2Ba | 99.59gydF4y2Ba | 99.75gydF4y2Ba |
| 演算法gydF4y2Ba | 94.45gydF4y2Ba | 92.46gydF4y2Ba | 95.54gydF4y2Ba |
| 装袋gydF4y2Ba | 98.25gydF4y2Ba | 97.98gydF4y2Ba | 98.60gydF4y2Ba |
| GBDTgydF4y2Ba | 98.04gydF4y2Ba | 97.96gydF4y2Ba | 99.19gydF4y2Ba |
|
|
99.67gydF4y2Ba | 99.70gydF4y2Ba | 99.86gydF4y2Ba |
结果表明,每个系综分类器更高的性能在每个特性集。其中,随机森林,ExtraTrees,和XGBoost是最突出的,在所有特性集达到99%的准确率。然而,在一个全面的比较,XGBoost具有最佳性能,达到99.6%的所有特性集,心室融合规则的准确性特征甚至99.86%。gydF4y2Ba
为了验证该方法的性能,本文进行比较与其他文献的方法。结果如表所示gydF4y2Ba
比较该方法与其他相关的文献。gydF4y2Ba
| 参考gydF4y2Ba | 类数gydF4y2Ba | 功能gydF4y2Ba | 分类器gydF4y2Ba | 性能(%)gydF4y2Ba |
|---|---|---|---|---|
| 林等。gydF4y2Ba |
2gydF4y2Ba | MODWPT、统计gydF4y2Ba | 然而,gydF4y2Ba | Acc = 99.57;Se = 99.82;Sp = 98.79gydF4y2Ba |
| Baloglu et al。gydF4y2Ba |
11gydF4y2Ba | 端到端gydF4y2Ba | 美国有线电视新闻网gydF4y2Ba | Acc = 99.78;gydF4y2Ba |
| 汉和施gydF4y2Ba |
7gydF4y2Ba | 端到端gydF4y2Ba | ResNetgydF4y2Ba | Acc = 99.72;Se = 99.63;Sp = 99.72;gydF4y2Ba |
| 汉和施gydF4y2Ba |
2gydF4y2Ba | MODWPT,形态gydF4y2Ba | 支持向量机gydF4y2Ba | Acc = 99.81;Se = 99.56;+gydF4y2Ba |
| Acharya et al。gydF4y2Ba |
11gydF4y2Ba | DWTgydF4y2Ba | 然而,gydF4y2Ba | Acc = 98.80;Se = 99.45;Sp = 96.27gydF4y2Ba |
| Padhy和DandapatgydF4y2Ba |
6gydF4y2Ba | 奇异值分解gydF4y2Ba | 支持向量机gydF4y2Ba | Acc = 95.30;Se = 94.60;Sp = 96.00gydF4y2Ba |
| 刘等人。gydF4y2Ba |
6gydF4y2Ba | 端到端gydF4y2Ba | 美国有线电视新闻网gydF4y2Ba | Acc = 99.81gydF4y2Ba |
|
|
10gydF4y2Ba | DWT,规则特性gydF4y2Ba | XGBoostgydF4y2Ba | Acc = 99.86;Se = 99.86;Sp = 99.86gydF4y2Ba |
准确识别基于医疗原则的心肌梗死治疗的患者是很重要的。因此,基于心室心肌梗死的分类方法融合规则特性和XGBoost算法。在预处理中,小波变换用于去噪和波形分割。然后,规则特征基于临床诊断规则和心室活动特征提取的基于心肌梗死病理。通过比较PCA的压缩性能,垂直距离,和DWT,低维、高效心室活动特性。上面的方法获得的特征融合到最终功能组心室融合特性。MI分类,结合10倍交叉验证与其他算法相比,基于XGBoost算法分类方法获得总准确率为99.86%。该方法的主要优点包括以下:充分考虑心肌梗死提取综合功能的开发过程信息;比较多个压缩方法和分类策略来得到最好的心肌梗死检测和定位策略;心室融合规则特征提取基于心肌梗死的心电图特定波形变化和医生的诊断策略更重要的临床意义和良好的结果。gydF4y2Ba
然而,规则特性提出了不全面描述医生的诊断规则,如ST段的内部变化。在未来,更多的可解释性和简化功能基于临床诊断规则应用于检测和心肌梗死的位置。与此同时,上述方法仍然依靠临床心电图数据的质量,所以我们将专注于ECG数据的收集和处理。gydF4y2Ba
所有的数据集用于支持本研究的结果包括在本文中。所有数据集用于支持本研究的发现提供的公开肺结核从麻省理工学院的数据库。URL来访问该数据gydF4y2Ba
作者宣称没有利益冲突。gydF4y2Ba
这项工作是支持部分由中国国家重点研发项目(批准号2017 yfb1401200);重点科技项目的新疆生产建设兵团(批准号2018 ab017);重点研究、开发和推广项目的河南人(科技)(批准号182207310002);中国国家自然科学基金(批准号61872324);项目为河南省高校科技创新人才(批准号21 hastit031); Training Plan for Young Backbone Teachers of Colleges and Universities in Henan (Grant no. 2019GGJS018); Key Scientific Research Project of Colleges and Universities in Henan Province (Grant no. 20A520035); and Collaborative Innovation Major Project of Zhengzhou (Grant no. 20XTZX06013).