Красноярск Девятых

реклама
Нейросетевое выделение
электрокардиограммы
плода
Докладчик: Гергет О.М.
Доклад подготовили: Гергет О.М.
Девятых Д.В.
Виды мониторинга
Виды мониторинга
Виды мониторинга
Виды мониторинга
• Ограничение
длительности
наблюдения
• Высокие
требования к
квалификации
Виды мониторинга
Абдоминальная
электрокардиограмма
Неинвазивный подход
• ЭКГ Плода
Абдоминальная
электрокардиограмма
• Шум
• ЭКГ
Матери
Математические методы
Способы разделение
Динамические
нейронные сети
Частоно-временной
анализ
Вариабельность
сердечных ритмов
Адаптивные фильтры
Не требует наличия
опорного сигнала
Кратномасштабный
анализ
Слепое разделение
источников
Нейронные сети
<
Разделяет наложенные
друг на друга пики
Достаточно 1го канала
наблюдения
Выделяет
непосредственно
сигнал плода
Динамические сети
• Весовые
коэффициенты
• Обратные связи
• Линии задержек
NARX
Входной
сигнал
x(t)
x(t-1)
x(t-p)
y(t-1)
y(t-q)
Многослойный
перцептрон
Выходной
сигнал
Развертывание
• Рекуррентный
нейрон
w*
y(n)
x(n)
w
• Сеть прямого
распространения
x(𝑛0 )
w*
y(𝑛0 )
x(𝑛1 )
w
x(𝑛)
w
w
w*
y(𝑛1 )
w*
…
y(𝑛 − 1)
y(𝑛)
Локальные градиенты
x(𝑛 − 1)
…
x(𝑛)
w
w
w*
y(𝑡𝑛−1 )
𝜕𝐸общ
𝛿 𝑛 =−
𝜕𝑣(𝑛)
𝑣 – активационный
потенциал нейрона
𝑒 – значение ошибки
y(𝑡𝑛 )
Локальные градиенты
x(𝑛 − 1)
…
x(𝑛)
w
w
w*
y(𝑡𝑛−1 )
𝜕𝐸общ
𝛿 𝑛 =−
𝜕𝑣(𝑛)
𝑣 – активационный
потенциал нейрона
𝑒 – значение ошибки
y(𝑡𝑛 )
𝛿 𝑛 = 𝜑′(𝑣 𝑛 𝑒(𝑛))
Локальные градиенты
x(𝑛 − 1)
…
x(𝑛)
w
w
w*
y(𝑡𝑛−1 )
𝜕𝐸общ
𝛿 𝑛 =−
𝜕𝑣(𝑛)
𝑣 – активационный
потенциал нейрона
𝑒 – значение ошибки
y(𝑡𝑛 )
𝛿 𝑛 = 𝜑′(𝑣 𝑛 𝑒(𝑛))
𝛿 𝑛 − 1 = 𝜑′(𝑣 𝑛 − 1 )(𝑒 𝑛 − 1 + 𝑤 ∗ 𝛿 𝑛 )
Коррекция ошибок
x(𝑛 − 1)
…
x(𝑛)
w
w
w*
y(𝑡𝑛−1 )
y(𝑡𝑛 )
𝜕𝐸общ
= 𝛿 𝑛 𝑥(𝑛)
𝜕𝑤(𝑛)
𝜕𝐸общ
= 𝛿 𝑛 𝑦(𝑛 − 1)
∗
𝜕𝑤 (𝑛)
Resilient
propagation
• Правило
коррекции весов
Обучающая выборка
• Двухканальные записи, длительность 10
секунд, частота дискретизации: 1 кГц
• Первый канал: запись материнской
абдоминальной электрокардиограммы
• Второй канал: электрокардиограмма плода,
полученная инвазивно
• Количество записей: 120
Пример входного сигнала,
желаемого отклика
Влияние параметров сети
а) Абдоминальный, б) ЭКГ Плода,
в)-е) выхода сетей с 1,5,10,15 скрытыми нейронами
Задержек и обратных связей: (1,1)
Достоверность результатов
• Для инвазивного сигнала плода и выходного сигнала сети
с 10ю нейронами в скрытом слое были построены RRинтервалограммы
• С помощью t-критерия Стьюдента проверялась нулевая
гипотеза о равенстве средних, с уровнем значимости –
0.99, гипотеза не была опровергнута
• Значение коэффициента корреляции для дискретных
моментов времени появления R-пиков: 0.886
• Чувствительноть, специфичность: 98 из 107 фетальных
пиков, 1 материнский из 59 был ошибочно принят за
фетальный
Скачать