JPH03218730A - Electrocardiogram waveform recognizing device - Google Patents

Electrocardiogram waveform recognizing device

Info

Publication number
JPH03218730A
JPH03218730A JP2015192A JP1519290A JPH03218730A JP H03218730 A JPH03218730 A JP H03218730A JP 2015192 A JP2015192 A JP 2015192A JP 1519290 A JP1519290 A JP 1519290A JP H03218730 A JPH03218730 A JP H03218730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
neural network
waveform
time point
pattern
partition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Asogawa
稔 麻生川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2015192A priority Critical patent/JPH03218730A/en
Publication of JPH03218730A publication Critical patent/JPH03218730A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the recognition accuracy and the maximum likelihood of a partition point by using two kinds of neural networks, and executing the recognition of a partition by taking notice of an electrocardiogram waveform of that time and a timewise structure of the partition. CONSTITUTION:At the time of recognizing a partition at the time point (t), a value of an electrocardiogram waveform to be recognized and a prediction Ft of the partition of the time point (t) of a partition buffer 14 are inputted to a pattern associative type neural network 12. Consequently, a recognition result Kt of the partition of the time point (t) is obtained as the output of the pattern associative type neural network 12. This recognition result Kt becomes the input of a recurrent neural network 13. Thus, the prediction Ft+1 of the partition of a time point (t+1) is obtained as the output of the recurrent neural network 13. This prediction Ft+1 is stored in the partition buffer 14, and used for recognizing the partition at the time point (t+1). The partition buffer for holding the prediction of the partition of the next time point is initialized prior to the recognition.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は心電図波形認識装置に関し、特に心電図波形の
分類を認識する心電図波形認識装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electrocardiogram waveform recognition device, and more particularly to an electrocardiogram waveform recognition device that recognizes the classification of electrocardiogram waveforms.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第8図は一般的な心電図波形詔よびその区分の一例を示
す波形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram showing an example of a general electrocardiogram waveform and its classification.

従来の心電図波形認識装置は、第9図の波形の区分点の
認識のために、入力信号に対してローパスフィルタまた
はハンドバスフィルタを用いて雑音を取り除き、その結
果に対して微分を行ない、その値がOとなる点をR波の
ピーク点として検出する。また、R波のピーク点を検出
するには、この他にも、フィルタの出力に対して2次微
分を行ない、極大となる時刻点をR波のピーク点として
検出することもできる。そして、R波のピーク点の時刻
点を見つけた後に、入力波形が0に交差する点を用いて
、R波とQ波およびS波との区分点を見つける。その後
に、R波とQ波およびS波との区分点および入力波形が
もう一度0点に交差する点を用いて、S波とT波との区
分点およびQ波とP波との区分点を見つける。
Conventional electrocardiogram waveform recognition devices use a low-pass filter or hand-pass filter to remove noise from the input signal, perform differentiation on the result, and calculate the difference in order to recognize the division points of the waveform shown in FIG. The point where the value becomes O is detected as the peak point of the R wave. Furthermore, in order to detect the peak point of the R wave, it is also possible to perform second order differentiation on the output of the filter and detect the time point at which the output reaches the maximum as the peak point of the R wave. After finding the time point of the peak point of the R wave, the dividing point between the R wave, Q wave, and S wave is found using the point where the input waveform intersects with 0. After that, using the division points of the R wave, Q wave, and S wave and the point where the input waveform crosses the zero point again, the division point of the S wave and T wave, and the division point of the Q wave and P wave are determined. find.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来の心電図波形認識装置は、心電図波形の時
間的な構造には注目せずに、R波のピーク点を見つける
ことを元にして、その他の区分点の認識を行なっている
。従って、R波のピーク点の認識を誤ると、全ての区分
点に対する認識を誤ってしまう。
The conventional electrocardiogram waveform recognition device described above recognizes other division points based on finding the peak point of the R wave, without paying attention to the temporal structure of the electrocardiogram waveform. Therefore, if the peak point of the R wave is incorrectly recognized, all segmentation points will be incorrectly recognized.

本発明の目的は、2種類のニューラルネットワークを用
いて、区分の認識をその時刻の心電図波形と区分の時間
的な構造とに注目して行なうことにより、区分点の認識
精度と確度とがともに向上する心電図波形認識装置を提
供することにある。
The purpose of the present invention is to improve both the precision and accuracy of recognition of division points by using two types of neural networks to recognize divisions by focusing on the electrocardiogram waveform at that time and the temporal structure of the divisions. An object of the present invention is to provide an improved electrocardiogram waveform recognition device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1の発明の心電図波形認識装置は、標準的な心電図波
形のパターンである標準波形パターンおよびその波形の
区分を保持する標準波形●区分パターンメモリ部と、心
電図波形のパターンおよび予測された1時刻前の区分か
ら現時刻の波形区分を認識するパターン連想型ニューラ
ルネットワークと、1時刻前までの区分パターンの時系
列からとの時刻の区分を予測するりカレント●ニューラ
ルネットワークと、予測された区分を保持する区分バッ
ファと、前記パターン連想型ニューラルネットワークお
よび前記リカレントΦニューラルネットワークの学習や
認識の動作を制御する学習●認識制御部とを有している
The electrocardiogram waveform recognition device of the first invention includes a standard waveform pattern that is a standard electrocardiogram waveform pattern and a standard waveform division pattern memory section that stores the divisions of the waveform, and the electrocardiogram waveform pattern and predicted one time. A pattern associative neural network that recognizes the waveform division at the current time from the previous division, and a current neural network that predicts the division of the time from the time series of the division pattern up to one time ago, and the predicted division. It has a partitioned buffer for holding, and a learning/recognition control unit that controls learning and recognition operations of the pattern associative neural network and the recurrent Φ neural network.

また、第2の発明の心電図波形認識装置は、第1の発明
の心電図波形認識装置に加えて、学習時に、第1の発明
のパターン連想型ニューラルネットワークの入力に、現
時刻の近傍の時間における標準波形パターンを保持する
入力波形バッファを有して構成されている。
Further, in addition to the electrocardiogram waveform recognition device of the first invention, the electrocardiogram waveform recognition device of the second invention includes, during learning, a time near the current time as input to the pattern associative neural network of the first invention. It is configured with an input waveform buffer that holds standard waveform patterns.

〔作用〕[Effect]

心電図波形は、心臓の構造によって規定されるために、
一般に時系列の構造を有する。本発明においては、この
時系列の構造を心電図波形認識装置に用いている。心電
図波形の認識は、認識したい時刻点の心電図波形だけを
たよりにして行うよりも、予測された区分も含めて行う
と、より正確に行うことができる。この認識は、パター
ン連想型ニューラルネットワークで実現する。また、認
識したい時刻点の心電図区分の予測は、リカレント・ニ
ューラルネットワークで実現する。リカレント・ニュー
ラルネットワークでは、一般的な時系列の構造を学習す
ることができ、その時刻以前までの認識結果を元に、そ
の時刻点の区分を予測する機能を有する。
Since the electrocardiogram waveform is determined by the structure of the heart,
Generally has a chronological structure. In the present invention, this time-series structure is used in an electrocardiogram waveform recognition device. Recognition of the electrocardiogram waveform can be performed more accurately if the predicted classification is included, rather than relying only on the electrocardiogram waveform at the time point to be recognized. This recognition is achieved using a pattern associative neural network. Furthermore, prediction of the electrocardiogram classification at the time point to be recognized is achieved using a recurrent neural network. A recurrent neural network can learn the structure of a general time series, and has a function of predicting the classification of a point in time based on recognition results up to that point in time.

ここで用いるパターン連想型ニューラルネットワークに
は、例えば、「日経エレクトロニクス」誌427号(1
987年8月)の115頁から124頁に「ニューラル
●ネットをパターン認識、信号処理、知識処理に使う」
と題された記事(以下、引用文献1と称す)により詳細
に解説されているパターン連想型ニューラルネットワー
クを用いることができる。
The pattern associative neural network used here includes, for example, "Nikkei Electronics" magazine issue 427 (1
(August 987), pages 115 to 124, ``Using neural networks for pattern recognition, signal processing, and knowledge processing.''
The pattern associative neural network described in detail in the article entitled (hereinafter referred to as cited document 1) can be used.

第7図はパターン連想型ニューラルネットワークの構造
の一例を示す構造説明図である。第7図に示すように、
このパターン連想型ニューラルネットワークは、入力層
71,中間層72,出力層73の各層が階層構造になっ
ている。なお、中間層72は、第7図では1層となって
いるが、2層以上の多層でもよい。
FIG. 7 is a structural explanatory diagram showing an example of the structure of a pattern associative neural network. As shown in Figure 7,
This pattern associative neural network has a hierarchical structure including an input layer 71, an intermediate layer 72, and an output layer 73. Note that although the intermediate layer 72 is one layer in FIG. 7, it may be multiple layers of two or more layers.

パターン連想型ニューラルネットワークの各層のノード
の出力は、そのノードに接続されているノードに重みW
を掛けたものの総和の値を、非線形関数により変換した
ものである。この様にパターン連想型ニューラルネット
ワークの変換特性は、重みWによって決定される。重み
Wの値は、学習によって決定される。学習法については
、例えば、引用文献1により詳細に解説されているバッ
クワード●プロパゲーションを用いて実行することがで
きる。
The output of a node in each layer of a pattern associative neural network is assigned a weight W to the node connected to that node.
The value of the sum of the products multiplied by is converted by a nonlinear function. In this way, the conversion characteristics of the pattern associative neural network are determined by the weights W. The value of weight W is determined by learning. The learning method can be executed using, for example, backward propagation, which is explained in detail in Cited Document 1.

ここで用いるリカレント・ニューラルネットワークには
、例えば、Servan−Schreiber D.e
t.al.,“Encoding Sequentla
l Structure in Simple Rec
urrent NetWOrkS″Technical
 Report CMU−OS−88−183,Car
neg1e Mellon Un1versity,1
988 (以下、引用文献2と称す)により、詳細に解
説されたりカレント●ニューラルネットワークを用いる
ことができる。
The recurrent neural network used here includes, for example, Servan-Schreiber D. e
t. al. , “Encoding Sequentla
l Structure in Simple Rec
current NetWOrkS″Technical
Report CMU-OS-88-183, Car
neg1e Mellon Un1versity,1
988 (hereinafter referred to as cited document 2), it is explained in detail, and a current neural network can be used.

第8図はりカレント拳ニューラルネットワークの構造の
一例の示す構造説明図である。第8図に示すように、こ
のリカレント・ニューラルネットワークは、入力層81
,コンテキスト層82,中間層83,出力層84の各層
が階層構造になっている。なお、中間層83は、この図
では1層となっているが2層以上の多層でもよい。
FIG. 8 is a structural explanatory diagram showing an example of the structure of a current fist neural network. As shown in FIG. 8, this recurrent neural network has an input layer 81.
, a context layer 82, an intermediate layer 83, and an output layer 84 have a hierarchical structure. Note that although the intermediate layer 83 is one layer in this figure, it may be multiple layers of two or more layers.

リカレントΦニューラルネットワークの各層のノードの
出力は、そのノードに接続されているノードに重みWを
掛けたものの総和の値を、非線形関数により変換したも
のである。この様にリカレント・ニューラルネットワー
クの変換特性は、重みWによって決定される。また、重
みWの値は、学習によって決定される。学習法について
は、例えば、引用文献1により詳細に解説されているバ
ックワードΦプロパゲーションを用いて実行することが
できる。
The output of a node in each layer of the recurrent Φ neural network is obtained by converting the sum of the nodes connected to that node by a weight W using a nonlinear function. In this way, the conversion characteristics of the recurrent neural network are determined by the weights W. Further, the value of the weight W is determined by learning. The learning method can be implemented using, for example, backward Φ propagation, which is explained in detail in Cited Document 1.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本願第1の発明の実施例について図面を参照して
説明する。
Next, an embodiment of the first invention of the present application will be described with reference to the drawings.

第1図は第1の発明の心電図波形認識装置の一実施例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the electrocardiogram waveform recognition device of the first invention.

第1図に示す標準波形●区分パターンメモリ部11は、
標準的な心電図波形とその区分との組のN組を保持して
いる。そこで、学習●認識制御部15は、標準波形●区
分パターンメモリ部11より、心電図波形の現在の時刻
点tの心電図波形の値Stとその区分Ktとを取り出し
、パターン連想型ニューラルネットワークとりカレント
φニューラルネットワークとの内部パラメータの学習に
用いる。
The standard waveform ● division pattern memory section 11 shown in FIG.
It holds N sets of standard electrocardiogram waveforms and their divisions. Therefore, the learning recognition control unit 15 extracts the value St of the electrocardiogram waveform at the current time point t of the electrocardiogram waveform and its division Kt from the standard waveform division pattern memory unit 11, and calculates the current φ by the pattern associative neural network. Used for learning internal parameters with neural networks.

第2図は第1の発明の学習フェーズにおける信号の流れ
の一例を示すブロック図である。以下に、第1の発明の
学習フェーズについて、第1図と第2図とを用いて説明
する。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the signal flow in the learning phase of the first invention. The learning phase of the first invention will be explained below using FIG. 1 and FIG. 2.

パターン連想型ニューラルネットワーク12は、時刻点
tの心電図波形の値Stの時刻点1−1の区分Kt−1
とを入力信号とし、時刻点tの区分Ktを教師信号とす
る。これらの入力信号と教師信号とを元にしてパターン
連想型ニューラルネットワーク12の内部パラメータの
更新を行う。
The pattern associative neural network 12 divides the electrocardiogram waveform value St at time point t into a division Kt-1 of time point 1-1.
is taken as an input signal, and the classification Kt of time point t is taken as a teacher signal. The internal parameters of the pattern associative neural network 12 are updated based on these input signals and the teacher signal.

この更新は、引用文献1に詳細に解説されているバック
ワード●プロパゲーションを用いて実行することができ
る。以上に述べた学習操作を、標準波形●区分パターン
メモリ部11に保持されている心電図波形の値Stと区
分Ktとについて行う。
This update can be performed using backward propagation, which is explained in detail in Reference 1. The above-described learning operation is performed for the electrocardiogram waveform values St and divisions Kt held in the standard waveform ● division pattern memory section 11.

学習後の誤差が十分に小さくない場合には、以上に述べ
た学習操作を繰り返し、誤差が十分に小さくなるまで学
習操作を繰り返す。
If the error after learning is not small enough, the learning operation described above is repeated until the error becomes small enough.

これによって、パターン連想型ニューラルネットワーク
12の学習は終了する。この学習によってパターン連想
型ニューラルネットワーク12は、?刻点tの心電図波
形の値Stと時刻点t−iの区分Kt−■とを元にして
、時刻点tの区分Ktを認識する機能を有する。
This completes the learning of the pattern associative neural network 12. Through this learning, the pattern associative neural network 12 can... It has a function of recognizing the division Kt of the time point t based on the value St of the electrocardiogram waveform of the time point t and the division Kt-■ of the time point t-i.

また、リカレントφニューラルネットワーク13は、時
刻点t−1の区分K t−tを入力信号とし、時刻的t
の区分K,を教師信号とする。これらの入力信号と教師
信号とを元にして、リカレント・ニューラルネットワー
ク13の内部パラメータの更新を行う。この更新は、引
用文献1により詳細に解説されているバックワード●プ
ロバゲーシeンを用いて実行することができる。以上に
述べた学習操作を、標準波形●区分パラメータメモリ部
11に保持されている区分Ktについて行う。学習後の
誤差が十分に小さくない場合には、以上に述べた学習操
作を繰り返し、誤差が十分に小さくなるまで学習操作を
繰り返す。これによって、リカレント・ニューラルネッ
トワーク13の学習は終了する。この学習によってリカ
レント・ニューラルネットワーク13は、時刻点t−1
の区分Kt−■の時系列から時刻点tの区分Ktを予測
する機能を有する。
Further, the recurrent φ neural network 13 uses the division K t-t of the time point t-1 as an input signal, and uses the time t-1 as an input signal.
Let the classification K, be the teacher signal. Based on these input signals and teacher signals, internal parameters of the recurrent neural network 13 are updated. This update can be performed using backward propagation, which is explained in detail in Reference 1. The above-described learning operation is performed for the division Kt held in the standard waveform ● division parameter memory section 11. If the error after learning is not small enough, the learning operation described above is repeated until the error becomes small enough. This completes the learning of the recurrent neural network 13. Through this learning, the recurrent neural network 13 has the time point t-1
It has a function of predicting the division Kt of time point t from the time series of division Kt-■.

第3図は第1の発明の認識フェーズにおける信号の流れ
の一例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the signal flow in the recognition phase of the first invention.

次に、学習済みのパターン連想型ニューラルネットワー
ク12と学習済みのりカレント●ニューラルネットワー
ク13とを用いて、心電図の区分を認識するフェーズに
ついて、第1図と第3図とを用いて説明する。
Next, the phase of recognizing the divisions of an electrocardiogram using the trained pattern associative neural network 12 and the trained glue current neural network 13 will be described with reference to FIGS. 1 and 3.

時刻点tにおいての区分の認識では、認識したい心電図
波形の値Stと区分バッファ14の時刻点tの区分の予
測Ft (この予測については後述)とをパターン連想
型ニューラルネットワーク12の入力とする。これらの
入力により、パターン連想型ニューラルネットワーク1
2の出力として、時刻点tの区分の認識結果Ktが得ら
れる。
In recognizing the division at time point t, the value St of the electrocardiogram waveform to be recognized and the prediction Ft of the division at time point t in the division buffer 14 (this prediction will be described later) are input to the pattern associative neural network 12. With these inputs, pattern associative neural network 1
As the output of step 2, a recognition result Kt of the division of time point t is obtained.

この認識結果Ktをリカレント・ニューラルネットワー
ク13の入力とする。この入力によって、リカレント●
ニューラリネットワーク13の出力として、時刻点t+
1の区分の予測F titが得られる。この予測値Ft
+1を区分バッファ14に格?し、時刻点t+iにおい
ての区分の認識に用いる。次の時刻点の区分の予測を保
持する区分バッファ14は、認識に先だって初期化する
This recognition result Kt is input to the recurrent neural network 13. This input allows recurrent ●
As the output of the neural network 13, the time point t+
The predicted F tit for a partition of 1 is obtained. This predicted value Ft
Put +1 in partitioned buffer 14? and is used to recognize the division at time point t+i. The partition buffer 14, which holds the prediction of the partition for the next point in time, is initialized prior to recognition.

続いて、本願第2の発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Next, an embodiment of the second invention of the present application will be described with reference to the drawings.

第4図は第2の発明の心電図波形認識装置の一実施例を
示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the electrocardiogram waveform recognition device of the second invention.

第4図に示す標準波形の区分パターンメモリ部41は、
標準的な心電図波形とその区分との組のN組を保持して
いる。ここで、現在の時刻点tの近傍の時刻点をt−e
■*  t+62  (e■≧1,e2≧1)とする。
The standard waveform division pattern memory section 41 shown in FIG.
It holds N sets of standard electrocardiogram waveforms and their divisions. Here, the time point near the current time point t is t−e
■* t+62 (e■≧1, e2≧1).

一般にe1≠eI2としても構わないが、ここでは、簡
単のためにex=82 (=e)とする。入力波形バッ
ファ46は、現在の時刻点tの近傍の時刻点の心電図の
値St−etSt−e+1+・・・Sty・・・St+
。−1sSt+eを保持する。
Generally, it is possible to set e1≠eI2, but here, for the sake of simplicity, ex=82 (=e). The input waveform buffer 46 stores electrocardiogram values St-etSt-e+1+...Sty...St+ at time points near the current time point t.
. -1sSt+e is maintained.

学習●認識制御部45は、心電図波形の現在の時刻点t
の近傍の心電図波形の値S t−a s S t−e+
1 +・・・St,・・・S,+。一■tSt+。とそ
の区分Ktとを取り?し、パターン連想型ニューラルネ
ットワーク42とリカレント・ニューラルネットワーク
43との内部パラメータの学習に用いる。
The learning/recognition control unit 45 determines the current time point t of the electrocardiogram waveform.
The value of the electrocardiogram waveform near S t-a s S t-e+
1 +...St,...S,+. 1■tSt+. and its classification Kt? It is used for learning internal parameters of the pattern associative neural network 42 and the recurrent neural network 43.

第5図は第2の発明の学習フェーズにおける信号の流れ
の一例を示すブロック図である。以下に、第2の発明の
学習フェーズについて第4図と第5図とを用いて説明す
る。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the signal flow in the learning phase of the second invention. The learning phase of the second invention will be explained below with reference to FIGS. 4 and 5.

パターン連想型ニューラルネットワーク42は、入力波
形バッファ46に保存されている現在の時刻点tの近傍
の時刻点t−et  t+eに対応する心電図波形の値
St一。sst−a+1+・・・St+・・・Ste.
,−1+St+。と時刻点t−1の区分Kt−■とを入
力信号とし、時刻点tの区分Ktを教師信号とする。こ
れらの入力信号と教師信号とを元にしてパターン連想型
二二−ラルネットワーク42の内部パラメータの更新を
行う。この更新は、引用文献1により詳細に説明されて
いるバックワード●ブロパゲーシ式ンを用いて実行する
ことができる。以上に述べた学習操作を、標準波形●区
分ババーンメモリ部41に保存されている時刻点tの近
傍の時刻点t−13*  t+eに対応する心電図波形
の値St−。s S t−ee1 ,・” S t+”
” S t+e−1 + S theと区分Ktとにつ
いて行う。学習後の誤差が十分に小さくない場合には、
以上に述べた学習操作を繰り返し、誤差が十分に小さく
なるまで学習操作を繰り返す。以上によって、パターン
連想型ニューラルネットワーク42の学習は終了する。
The pattern associative neural network 42 uses the electrocardiogram waveform value St- corresponding to the time point t-et t+e near the current time point t stored in the input waveform buffer 46. sst-a+1+...St+...Ste.
, -1+St+. and the section Kt-■ of the time point t-1 are taken as input signals, and the section Kt of the time point t is taken as the teacher signal. The internal parameters of the pattern associative bilateral network 42 are updated based on these input signals and the teacher signal. This update can be performed using the backward bropage formula described in detail in Reference 1. The above-described learning operation is performed using the standard waveform ● the value St- of the electrocardiogram waveform corresponding to the time point t-13*t+e in the vicinity of the time point t stored in the division Bavan memory section 41. s S t-ee1,・”S t+”
" S t+e-1 + S the and the classification Kt. If the error after learning is not small enough,
The learning operation described above is repeated until the error becomes sufficiently small. With the above steps, the learning of the pattern associative neural network 42 is completed.

この学習によって、パターン連想型ニューラルネットワ
ーク42は、時刻点tの近傍の時刻点i  emt+e
に対応する心電図波形の値S t−atS t−e+1
 ,・” S t +”” S toe−1 + S 
theと時刻点t−iの区分Kt−1とから、時刻点t
の区分Ktを認識する機能を有する。
Through this learning, the pattern associative neural network 42 is able to calculate the time point i emt+e near the time point t.
The value of the electrocardiogram waveform corresponding to S t-atS t-e+1
,・”S t +”” S toe−1 + S
From the and the division Kt-1 of the time point t-i, the time point t
It has a function of recognizing the classification Kt of .

リカレント・ニューラルネットワーク43の学習は、時
刻点t−1の区分Kt−1を入力信号とし、時刻点tの
区分Ktを教師信号とする。これらの入力信号の教師信
号とを元にして、リカレント争二二−ラルネットワーク
43の内部パラメータの更新を行う。この更新は、引用
文献1により詳細に解説されているバックワード●プロ
バゲーシe冫を用いて実行することができる。以上に述
べた学習操作を、標準波形●区分パターンメモリ部41
に保持されれいる区分Ktについて行う。学習後の誤差
が十分小さくない場合には、以上に述べた学習操作を繰
り返し、誤差が十分に小さくなるまで学習操作を繰り返
す。これによって、リカレント,ニューラルネットワー
ク43の学習は終了する。この学習によってリカレント
・ニューラルネットワーク43は時刻点t−1の区分K
t−1の時系列から時刻点tの区分Ktを予測する機能
を宵する。
The learning of the recurrent neural network 43 uses the section Kt-1 of the time point t-1 as an input signal and the section Kt of the time point t as a teacher signal. Based on the teacher signals of these input signals, the internal parameters of the recurrent competitive network 43 are updated. This update can be performed using the backward propagation mechanism, which is explained in detail in Reference 1. The learning operation described above is performed using the standard waveform●division pattern memory section 41
This is performed for the classification Kt held in . If the error after learning is not small enough, the learning operation described above is repeated until the error becomes small enough. This completes the learning of the recurrent neural network 43. Through this learning, the recurrent neural network 43
A function of predicting the classification Kt of time point t from the time series of t-1 is performed.

第6図は第2の発明の認識フェーズにおける信号の流れ
の一例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the signal flow in the recognition phase of the second invention.

次に、学習済みのパターン連想型ニューラルネットワー
ク42と学習済みのりカレント●ニューラルネットワー
ク43とを用いて、心電図の区分を認識するフェーズに
ついて、第4図と第6図とを用いて説明する。
Next, the phase of recognizing electrocardiogram segments using the trained pattern associative neural network 42 and the trained glue current neural network 43 will be described with reference to FIGS. 4 and 6.

時刻点tにおいての区分の認識では、入力波形は一時的
に入力波形バッファ46に蓄えられる。
Upon recognition of the segment at time point t, the input waveform is temporarily stored in the input waveform buffer 46.

時刻点tにおいての区分の認識では、入力波形バッファ
46より取り出された時刻点tの近傍の時刻点t−e,
t+eに対応する心電図波形の値S t−eys t−
ee1,・” S t+”’ S tea−Its t
heと区分バッファ44の時刻点tの区分の予測Ft(
この予測については後述)とをパターン連想型ニューラ
ルネットワーク42の入力とする。このことによって、
パターン連想型ニューラルネットワーク42では、時刻
点tの区分の認識結果Ktが出力として得られる。この
認識結果Ktをリカレント●二s−ラルネットワーク4
3の入力とする。このことによって、リカレント●ニュ
ーラリネットワーク43では、時刻点t+1の区分の予
測Ft+1が得られる。この予測Ft+1を区分バッフ
ァ44に格納し、時刻点t+1においての区分の認識に
用いる。次の時刻点の区分の予測を保持する区分バッフ
ァ44は、認識に先だって初期化する。
In recognizing the division at time point t, time points t-e, which are taken out from the input waveform buffer 46 and near time point t,
Value of electrocardiogram waveform corresponding to t+e S t-eys t-
ee1,・"S t+"' S tea-Its t
he and the prediction Ft(
This prediction will be described later) is input to the pattern associative neural network 42. By this,
In the pattern associative neural network 42, the recognition result Kt of the classification of time point t is obtained as an output. This recognition result Kt is recurrent ●Two s-ral network 4
3 input. As a result, the recurrent neural network 43 obtains a prediction Ft+1 for the section at time point t+1. This prediction Ft+1 is stored in the classification buffer 44 and used for recognition of the classification at time point t+1. The partition buffer 44, which holds the prediction of the next time point partition, is initialized prior to recognition.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の心電図波形認識装置は、区分点の認識を、心電
図波形の時間的な構造に注目して行うことにより、従来
の心電図波形認識装置に比べて、区分点の認識精度と確
度とをともに向上することができるという効果を有して
いる。
The electrocardiogram waveform recognition device of the present invention recognizes segmentation points by paying attention to the temporal structure of the electrocardiogram waveform, thereby improving both the precision and accuracy of segmentation point recognition compared to conventional electrocardiogram waveform recognition devices. It has the effect that it can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は第1の発明の心電図波形認識装置の一実施例を
示すブロック図、第2図は第1の発明の学習フェーズに
おける信号の流れを示すブロック図、第3図は第1の発
明の認識フェーズにおける信号の流れの一例を示すブロ
ック図、第4図は第2の発明の心電図波形認識装置の一
実施例を示すブロック図、第5図は第2の発明の学習フ
ェーズにおける信号の流れを示すブロック図、第6図は
第2の発明の認識フェーズにおける信号の流れの一例を
示すブロック図、第7図はパターン連想型ニューラルネ
ットワークの構造の一例を示す構造説明図、第8図はり
カレント●ニューラルネットワークの構造の一例を示す
構造説明図、第9図は一般的な心電図波形およびその区
分の一例を示す波形図である。 11・・・標準波形●区分パターンメモリ部、12・・
・パターン連想型ニューラルネットワーク、13・・・
リカレント・ニューラルネットワーク、14・・・区分
バッファ、15・・・学習命認識制御部、41・・・標
準波形●区分パターンメモリ部、42・・・パターン連
想型ニューラルネットワーク、43・・・リカレント・
ニューラルネットワーク、44・・・区分バッファ、4
5・・・学習●認識制御部、46・・・入力波形バッフ
ァ、71・・・入力層、72・・・中間層、73・・・
出力層、81・・・入力層、82・・・コンテキスト層
、83・・・中間層、84・・・出力層。
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the electrocardiogram waveform recognition device of the first invention, Fig. 2 is a block diagram showing the signal flow in the learning phase of the first invention, and Fig. 3 is a block diagram showing an embodiment of the electrocardiogram waveform recognition device of the first invention. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the signal flow in the recognition phase of the second invention. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the electrocardiogram waveform recognition device of the second invention. FIG. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the signal flow in the recognition phase of the second invention. FIG. 7 is a structural explanatory diagram showing an example of the structure of a pattern associative neural network. FIG. Current: A structural explanatory diagram showing an example of the structure of a neural network. FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of a general electrocardiogram waveform and its division. 11...Standard waveform●Division pattern memory section, 12...
・Pattern associative neural network, 13...
Recurrent neural network, 14... Segmented buffer, 15... Learning order recognition control unit, 41... Standard waveform ● Segmented pattern memory unit, 42... Pattern associative neural network, 43... Recurrent neural network
Neural network, 44...partition buffer, 4
5...Learning recognition control unit, 46...Input waveform buffer, 71...Input layer, 72...Middle layer, 73...
Output layer, 81... Input layer, 82... Context layer, 83... Middle layer, 84... Output layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、標準的な心電図波形のパターンである標準波形パタ
ーンおよびその波形の区分を保持する標準波形・区分パ
ターンメモリ部と、心電図波形のパターンおよび予測さ
れた1時刻前の区分から現時刻の波形区分を認識するパ
ターン連想型ニューラルネットワークと、1時刻前まで
の区分パターンの時系列からその時刻の区分を予測する
リカレント・ニューラルネットワークと、予測された区
分を保持する区分バッファと、前記パターン連想型ニュ
ーラルネットワークおよび前記リカレント・ニューラル
ネットワークの学習や認識の動作を制御する学習・認識
制御部とを有することを特徴とする心電図波形認識装置
。 2、学習時に、請求項1記載のパターン連想型ニューラ
ルネットワークの入力に、現時刻の近傍の時間における
標準波形パターンを保持する入力波形バッファを有する
ことを特徴とする請求項1記載の心電図波形認識装置。
[Scope of Claims] 1. A standard waveform/segmentation pattern memory unit that holds a standard waveform pattern that is a standard electrocardiogram waveform pattern and its waveform divisions, and a standard waveform/segmentation pattern memory unit that stores the electrocardiogram waveform pattern and the predicted segmentation one time before. A pattern associative neural network that recognizes the waveform segment at the current time from , a recurrent neural network that predicts the segment at that time from the time series of segment patterns up to one time before, and a segment buffer that holds the predicted segment. , a learning/recognition control unit that controls learning and recognition operations of the pattern associative neural network and the recurrent neural network. 2. Electrocardiogram waveform recognition according to claim 1, characterized in that during learning, the input of the pattern associative neural network according to claim 1 includes an input waveform buffer that holds a standard waveform pattern at a time in the vicinity of the current time. Device.
JP2015192A 1990-01-24 1990-01-24 Electrocardiogram waveform recognizing device Pending JPH03218730A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015192A JPH03218730A (en) 1990-01-24 1990-01-24 Electrocardiogram waveform recognizing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015192A JPH03218730A (en) 1990-01-24 1990-01-24 Electrocardiogram waveform recognizing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03218730A true JPH03218730A (en) 1991-09-26

Family

ID=11881988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015192A Pending JPH03218730A (en) 1990-01-24 1990-01-24 Electrocardiogram waveform recognizing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03218730A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05207985A (en) * 1991-11-29 1993-08-20 Nec Corp Electrocardiogram waveform recognizing system
JPH06225859A (en) * 1993-01-29 1994-08-16 Topcon Corp Waveform evaluation device using neural network
JP2007536050A (en) * 2004-05-07 2007-12-13 アイシス イノヴェイション リミテッド Signal analysis method
US8750699B2 (en) 2011-03-14 2014-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Image capture apparatus
JP2019136501A (en) * 2018-02-07 2019-08-22 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05207985A (en) * 1991-11-29 1993-08-20 Nec Corp Electrocardiogram waveform recognizing system
JPH06225859A (en) * 1993-01-29 1994-08-16 Topcon Corp Waveform evaluation device using neural network
JP2007536050A (en) * 2004-05-07 2007-12-13 アイシス イノヴェイション リミテッド Signal analysis method
US8750699B2 (en) 2011-03-14 2014-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Image capture apparatus
JP2019136501A (en) * 2018-02-07 2019-08-22 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7562522B2 (en) Spiking Neural Networks
Xie et al. Time series prediction based on NARX neural networks: An advanced approach
CN111178430A (en) Particle swarm optimization-based rectifier circuit fault diagnosis method for neural network
CN120357776A (en) Brushless motor multi-axis cooperative control method and system for industrial robot
Burrascano et al. Neural models of ferrite inductors non-linear behavior
JPH03218730A (en) Electrocardiogram waveform recognizing device
Xie et al. A physics-guided reversible residual neural network model: Applied to build forward and inverse models for turntable servo system
JP2803283B2 (en) Predictive ECG waveform recognition device
RU2446463C1 (en) Method and apparatus for intelligent information processing in neural network
CN121238961A (en) Power supply control method and system based on real-time slope adjustment algorithm
Sjoberg On estimation of nonlinear black-box models: How to obtain a good initialization
Chon et al. Robust nonlinear autoregressive moving average model parameter estimation using stochastic recurrent artificial neural networks
Yi et al. Minimum description length criterion for modeling of chaotic attractors with multilayer perceptron networks
CN109981056B (en) Output control method of digital power amplifier based on NPC inverter
Chen et al. On a new approach to the design of tracking controllers for nonlinear dynamical systems
JPH0551292B2 (en)
Stoica et al. A method for the identification of linear systems using the generalized least squares principle
Petridis et al. Predictive modular fuzzy systems for time-series classification
Tong et al. Robust sound localization of sound sources using deep convolution network
Kawaguchi et al. AC Operation Hardware Learning Neural Circuit Using VF Converter System
Sorensen Neural Networks performing system identification for control applications
JPH03114439A (en) Adaptive type electrocardiogram waveform confirming apparatus
Arena et al. Induction motor modelling using multi-layer perceptrons
Bui et al. Disturbance-Observer based Reinforcement Learning for Overhead Crane Systems
Othman et al. Left invertibility of hybrid dynamical systems: a framework for flying capacitor multilevel converters