ニュ-ラルネットによるホルタ-心電図記録のデ-タ圧縮に関する研究

基于神经网络的动态心电图记录数据压缩研究

• 批准号: 02650300
• 负责人: 岩田 彰
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650300/
• 关键词: ニュ-ラルネット; ホルタ-心電図; デ-タ圧縮

本研究では、ニュ-ラルネットワ-クを用いたホルタ-心電図の情報圧縮に関する方式検討を行なった。使用したネットワ-クは、中間層素子数をできる限り少なく制限した3層の階層型ネットワ-クである。これを2つ用い、一つのネットワ-クでは常に学習を行ない、他のネットワ-クにおいてデ-タ圧縮を行なう。心電図波形は短時間内では波形の類似性が認められるが、長時間に渡って観測した場合、体位の変化等種々の要因によって次第に変化していく。このため、少数の学習パタ-ンについてのみ学習を行ったニュ-ラルネットワ-クでは、波形の変化に追従できなくなる。この問題に対して、本研究では第一のネットワ-クによって入力波形の学習を常時行い、圧縮を行なう第二のネットワ-クの結合重みを動的に変更することによって、波形の予測不可能な変化にも対応可能とする方式を考案した。この方式によってどの程度の圧縮率が得られるか計算機シミュレ-ションにより検討した。入力デ-タとしては、代表的な心電図デ-タベ-スであるMIT/BIH Arrhythmia Databaseのデ-タを使用した。その結果、同じような波形が繰り返し現れる正常例では1/100程度、突発的な波形変化、雑音などを含んだデ-タの場合1/7から1/10程度の圧縮率が得られることが明らかとなった。このときの再現波形の誤差は平均で入力信号のダイナミックレンジの1.3%程度であった。この結果は心電図波形に対する他の情報圧縮手法と比較してかなり良好な結果であり、本手法の有効性を確認できた。今後、本方式の実用化に向けて、主プロセッサとしてディジタル信号処理プロセッサ(DSP)を用い、記憶媒体としてICメモリカ-ドを使用したディジタルホルタ-システムについて検討する予定である。

This study is to explore the ways in which ECG information compression can be achieved. The number of elements in the middle layer is limited by the number of layers in the middle layer. 2. Use of the word, the word. ECG waveform is similar in short time, in long time, in measurement situation, in body position, etc. This is the first time that we've had a chance to learn something. This study examines the ways in which the first generation of input force waveforms can be learned and compressed, and the second generation of input force waveforms can be predicted and transformed. This way, the compression ratio of the degree of degradation is reduced. The data of the MIT/BIH Arrhythmia Database is available for use on behalf of the MIT/BIH Arrhythmia Database. The result is that the waveform changes to 1/100 in the normal case, the waveform changes abruptly, the tone changes to 1/7 in the normal case, and the compression rate changes to 1/10 in the normal case. The error of the reproduced waveform is 1.3% of the average input force signal. The results are compared with other information compression methods for ECG waveforms, and the effectiveness of this method is confirmed. In the future, the implementation of this method will be directed to the use of DSP, memory media and IC.

项目成果

長坂 保典: "ディジタルホルタ-心電図記録装置のためのニュ-ラルネットによるデ-タ圧縮方式" 電子情報通信学会技術研究報告. MBE90. 35-42 (1990)

Yasunori Nagasaka：“数字动态心电图记录装置使用神经网络的数据压缩方法”IEICE MBE90（1990）。