挖掘心電時間序列中的奇異結(jié)構(gòu).pdf

1、心血管疾病已經(jīng)成為危害人類健康的重大殺手。心電時間序列是人們診斷心血管疾病的主要依據(jù)之一。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)測量手段和技術(shù)的發(fā)展，記錄了大量的時間序列。面對海量的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，人們迫切地需要高能力和自動化的數(shù)據(jù)分析技術(shù)對它們進行有效的分析和診斷。 自從心電圖被發(fā)現(xiàn)的一百年間，研究者主要通過心電圖的一些固定的模板或時間序列的相似性搜索去分析、處理心電時間序列，提取出各種特征波形，并以此來進行心電圖的分析和診斷，取得了比較好的效果。但是，這種

2、基于模板或相似性搜索的方法存在一定的缺陷。如果某些波形結(jié)構(gòu)不與目前模板庫中的任何一個模板相似，就不能識別出這些特殊的結(jié)構(gòu)。但往往這種特殊的結(jié)構(gòu)對于疾病診斷是非常有意義的。因此，本研究試圖從一個新的不依賴于模板的角度進行深入的探索，即搜尋心電時間序列中和所有其他子序列最不相似的心電時間序列子序列。我們稱之為心電時間序列的奇異結(jié)構(gòu)(discords)。 搜尋心電時間序列中的奇異結(jié)構(gòu)，原本就有比較準(zhǔn)確的算法，但是由于算法復(fù)雜，運行時間

3、很長，很難在實際工作中應(yīng)用。我們在研究國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)之上，優(yōu)化了原來搜尋奇異結(jié)構(gòu)的算法，并充分利用現(xiàn)代計算機技術(shù)，選擇Eclipse+Tomcat集成開發(fā)環(huán)境，使用Java+Matlab混合編程技術(shù)，在B/S模式下，采用經(jīng)典的基于MVC設(shè)計模式的struts框架，開發(fā)了用于挖掘心電時間序列奇異結(jié)構(gòu)的Web應(yīng)用實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)是由解析模塊、除噪模塊、標(biāo)準(zhǔn)化模塊、確定滑動窗口最佳長度模塊、SAX模塊、搜尋奇異結(jié)構(gòu)和訪問交

4、互模塊這7個模塊整合而成。整個系統(tǒng)平臺共計50余個文件，約1萬行代碼。與此同時，本研究還為應(yīng)用系統(tǒng)搭建了基于網(wǎng)絡(luò)的后臺心電數(shù)據(jù)庫，供用戶通過Web應(yīng)用系統(tǒng)進行搜索和使用。其數(shù)據(jù)主要來源于MIT/BIH標(biāo)準(zhǔn)心電數(shù)據(jù)和北京協(xié)和醫(yī)院心電數(shù)據(jù)。 用戶可以通過瀏覽器訪問本系統(tǒng)并且從數(shù)據(jù)庫選擇數(shù)據(jù)。系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地定位心電時間序列中的奇異結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)所發(fā)現(xiàn)的奇異結(jié)構(gòu)與MIT/BIH數(shù)據(jù)庫中的注釋相符。 在心電時間序列中搜尋奇異結(jié)