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基于深度学习的心律失常疾病自动分类方法研究

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基于深度学习的心律失常疾病自动分类方法研究

作者：王康飞厦门理工学院

学位级别：硕士

心血管疾病作为全球范围内死亡率最高的疾病之一,每年死亡人数约占全球总死亡人数的31%,严重危害着人类的身体健康。心血管疾病的发作通常伴有心律失常疾病。在临床检测中,医生通常通过心电图完成心律失常疾病的诊断,这种传统的诊断方... 详细信息

心血管疾病作为全球范围内死亡率最高的疾病之一,每年死亡人数约占全球总死亡人数的31%,严重危害着人类的身体健康。心血管疾病的发作通常伴有心律失常疾病。在临床检测中,医生通常通过心电图完成心律失常疾病的诊断,这种传统的诊断方式效率较低,且易出现误诊和漏诊的问题。因此,如何及时、准确地对心律失常做出诊断成为预防心血管疾病的难题。随着深度学习的深入发展,相关技术在医疗行业有了广泛应用,部分研究试图通过深度学习相关算法完成高准确率的心律失常疾病的自动分类,但是诊断结果并不理想。针对上述问题,本文系统地开展了以下研究工作:（1）针对心电信号具有非平稳性的问题,本文提出基于小波变换与短时傅里叶变换心电信号处理方法。首先,通过对比不同小波基函数以及阈值处理完成高频信号噪声的去除,再结合滑动窗口积分对低频噪声进行滤除,使信号进一步光滑,心电信号质量得到改善。其次,由于高维数据包含更多特征信息,采用短时傅里叶变换技术将信号由时域状态下转为时频域状态下进行分析,完成一维信号向二维图像信号的转换,有助于去除冗余信息,呈现出更强大的波形特征。（2）针对Res Net34中卷积层提取的特征信息不够充分的问题,本文对Res Net34网络结构进行了改进,调整各残差块的连接方式,提高了各信道间的信息交换,更高程度的提取心电特征,其次使用深度可分离卷积代替标准卷积,有效降低了数学运算和参数量,提高了运算效率。结合实验对比,证明改进后的Res Net34网络模型的有效性。（3）为进一步提升分类性能,构建了Res Net-PLSTM-CBAM心律失常分类模型。该模型可通过Res Net模块完成心电局部特征的提取,利用改进后的LSTM门结构P-LSTM,完成心电全局特征的提取,然后利用CBAM注意力模块完成局部结合全局重点特征的提取,投入Softmax分类器当中完成分类。同时,针对五类样本数据不平衡的问题,采用了Focal loss损失函数有效优化了实验结果。最后通过模型对比以及前人方法对比,均取得了更为出色的结果,证明了本文所提模型的有效性。本文的研究成果充分展示了深度学习技术中的卷积神经网络与长短时记忆网络模型能够很好的完成心律失常疾病自动分类的任务。实验结果显示,本文提出的模型有利于提升现有的心律失常疾病自动分类性能,具有一定的理论价值和应用前景。

关键词：心律失常心电信号 ResNet-PLSTM-CBAM 分类

24位Sigma-Delta ADC中数字模块的设计

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24位Sigma-Delta ADC中数字模块的设计

作者：王康飞西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,数字信号处理技术越来越成熟,电子医疗、智能家居、工业控制等领域对于相关技术有了越来越高的需求。模拟电路和数字电路之间的转换电路——ADC,是众多电子类产品中非常重要的电路模块。基于过采样技术与噪声整... 详细信息

随着科学技术的不断发展,数字信号处理技术越来越成熟,电子医疗、智能家居、工业控制等领域对于相关技术有了越来越高的需求。模拟电路和数字电路之间的转换电路——ADC,是众多电子类产品中非常重要的电路模块。基于过采样技术与噪声整形技术的Sigma-Delta ADC,具有高精度、高信噪比和容易集成等优点,因此得到了广泛的应用。Sigma-Delta ADC由模拟部分的调制器电路和数字部分的抽取滤波器电路组成,其中数字部分的滤波电路决定着整个ADC系统的面积与功耗。如何采用合理的数字滤波器结构,配合相关的控制电路,有效的降低Sigma-Delta ADC系统的面积与功耗,具有深厚的意义。本文设计了一个应用于电子医疗领域的24位Sigma-Delta ADC中的数字模块。该数字模块主要包括寄存器控制模块、时钟及复位模块、抽取滤波器模块以及模式转换与数据修调模块,可通过片外对寄存器控制模块中的寄存器进行读写操作,实现相关参数的配置以及数据的存储。其中,数字抽取滤波模块采用三级级联的滤波器结构,第一级为CIC滤波器,其抽取因子可配置为32,64,128,256,512;第二级为补偿滤波器,阻带衰减为90d B,实现对CIC滤波器通带的补偿,并完成2倍的抽取;第三级为半带滤波器,调整滤波器阻带衰减为100d B,完成2倍的抽取。在MATLAB的Simulink里分别进行了各级滤波器的模型搭建与仿真,结果显示,滤波器的通带波纹小于0.001,阻带衰减小于-100d B。在滤波器的RTL设计上,补偿滤波器与半带滤波器均使用Noble恒等式原理、多相分解技术和系数对称性进行电路结构的优化设计,系数经过20bits量化后使用CSD编码,并使用移位相加来代替乘法器,有效的降低了抽取滤波器模块的功耗与面积。通过EDA软件对滤波器模块以及其他模块进行了仿真验证,实现了抽取因子可配置的功能。当总的抽取因子从128变化到2048时,信号输出速率由2064Hz变化到163Hz,有效位数ENOB从17.23bits增加到19.24bits,信噪失真比SNDR从105.5d B增加到117.7d B。在SIMC 0.13μm工艺下,使用Design Compiler对设计进行逻辑综合,并在IC Compiler中完成电路布局布线,得到Sigma-Delta ADC中的数字模块的版图。

关键词： Sigma-Delta ADC 数字抽取滤波器可配置 CIC滤波器半带滤波器

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不同保鲜方式对葡萄保鲜效果影响的对比研究

包装工程 2020年第15期41卷 19-24页

作者：王康飞王桂英王德铮东北林业大学哈尔滨150040

目的研究气调包装和微孔膜包装对葡萄贮藏期间品质的影响,为延长葡萄货架期提供依据。方法以新鲜葡萄为实验材料,分别采用O2(5%)+CO2(5%)+N2(90%)(气调1)和O2(10%)+CO2(10%)+N2(80%)(气调2)等2种气体比例(均用体积分数表示)的气调包装,... 详细信息

目的研究气调包装和微孔膜包装对葡萄贮藏期间品质的影响,为延长葡萄货架期提供依据。方法以新鲜葡萄为实验材料,分别采用O2(5%)+CO2(5%)+N2(90%)(气调1)和O2(10%)+CO2(10%)+N2(80%)(气调2)等2种气体比例(均用体积分数表示)的气调包装,以及PE参尼龙多层共挤材质的微孔保鲜膜(微孔膜)对新鲜葡萄进行包装,在温度为4℃的条件下进行贮藏,每隔48h对葡萄的硬度、pH值、可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸、色度和质量损失率等变化进行测定,并进行感官评价。结果在贮藏0~12 d,从整体保鲜效果来看,微孔膜>气调2>气调2>裸放组。结论葡萄在采后贮运期间,当葡萄的货架期≤12d时,使用3种包装均有利于延缓其衰老进程,PE参尼龙共挤微孔膜保鲜膜的保鲜效果最好。

关键词：葡萄保鲜气调包装微孔膜

论公路桥梁预应力混凝土施工中的真空压浆技术

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建材与装饰(下旬刊) 2008年第6期 304-305页

作者：王康飞佛山市禅城区交通建设投资有限公司

(佛山市禅城区交通建设投资有限公司)摘要:本文结合佛山市乐从至狮山公路主干线工程佛开分离式立体交叉跨线桥连续箱梁和盖梁预应力混凝土施工情况,介绍真空压浆的施工工艺及技术要求。

关键词：公路桥梁预应力施工真空辅助压浆

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基于卷积神经网络的心律失常分类方法

厦门理工学院学报 2021年第5期29卷 58-66页

作者：崔建峰王康飞肖伟东厦门理工学院软件工程学院福建厦门361024 厦门理工学院计算机与信息工程学院福建厦门361024

使用一种组合式心拍分割方法,利用带通滤波对原始心电数据进行降噪处理,实现QRS波群定位和心拍截取;设计7层的一维卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型,对正常搏动(N)、左束支传导阻滞(L)、右束支传导阻滞(R)、室性早搏... 详细信息

使用一种组合式心拍分割方法,利用带通滤波对原始心电数据进行降噪处理,实现QRS波群定位和心拍截取;设计7层的一维卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型,对正常搏动(N)、左束支传导阻滞(L)、右束支传导阻滞(R)、室性早搏(V)4类心拍数据自动分类检测,从而完成4类心律失常的分类。以MIT-BIH心律失常数据库47条数据进行训练,结果显示,其准确度为99.00%,召回率为99.08%;与相关文献的研究方法对比,本方法具有较高识别精度,能有效解决人工对心电图识别的误诊、错诊问题。

关键词：心律失常分类方法心电图心拍分割方法卷积神经网络

BOPPPS模式在高中数学课堂教学中的应用——以函数的单调性为例

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数学之友 2023年第23期37卷 34-36页

作者：陈神玉罗亮杨月贵王康飞彭焕光英德中学数学研究室广东清远513000 韶关学院数学与统计学院广东韶关512023 广州大学数学与信息科学学院广东广州510006 英德市英东中学数学研究室广东清远513055 英德市第一中学数学研究室广东清远513000

新形势下教育改革对课堂教学提出了新的要求,课堂教学要考虑学生的全面发展,展现学生的主体性.BOPPPS教学模式强调学生参与学习,并在教学过程中根据学生的反馈信息及时调整后续教学内容.本文以函数的单调性为例,构建基于BOPPPS模式下的... 详细信息

新形势下教育改革对课堂教学提出了新的要求,课堂教学要考虑学生的全面发展,展现学生的主体性.BOPPPS教学模式强调学生参与学习,并在教学过程中根据学生的反馈信息及时调整后续教学内容.本文以函数的单调性为例,构建基于BOPPPS模式下的教学设计,分析在课堂上培养学生数学学科核心素养、提升综合素质具有的应用价值.

关键词： BOPPPS模式高中数学课堂教学函数单调性

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设疑法在生物高效课堂教学中的运用

理科考试研究 2016年第24期23卷 95-95页

作者：王康飞江苏省赣榆海头高级中学

设疑教学是培养学生创造性思维的纽带,是训练科学思维方法的过程.在生物教学过程中,用设疑的方法设计一个个悬念,或者引出一个个有趣的实验可以激发学生的求知欲望和兴趣,更是探求新知识的动力.在这种强烈探究意识的驱动下,在思考、分... 详细信息

设疑教学是培养学生创造性思维的纽带,是训练科学思维方法的过程.在生物教学过程中,用设疑的方法设计一个个悬念,或者引出一个个有趣的实验可以激发学生的求知欲望和兴趣,更是探求新知识的动力.在这种强烈探究意识的驱动下,在思考、分析、讨论、判断、解决问题的同时,学会了分析、推理的方法;学会了想象,发展了创造思维能力;学会了观察和比较以及提高了鉴别能力;课堂教学是一门艺术,也是一门学问.

关键词：高效课堂教学设疑法双缩脲试剂

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浅谈生物教学中的教学误区与有效性教学方法

高考 2017年第36期 121-121页

作者：王康飞江苏省海头高级中学

高中生物有效教学不仅是一种课堂教学模式,更是一种教学理念,在实践情况下应该有广泛的理论依据,合理的实施策略,教师在实际应用中应根据自己的教学内容和特长,将体验式教学应用于实际课堂教学中,激发学生对于学习生物的兴趣、理解并掌... 详细信息

高中生物有效教学不仅是一种课堂教学模式,更是一种教学理念,在实践情况下应该有广泛的理论依据,合理的实施策略,教师在实际应用中应根据自己的教学内容和特长,将体验式教学应用于实际课堂教学中,激发学生对于学习生物的兴趣、理解并掌握生物知识、提高学生的实践能力及生物素养。

关键词：培养兴趣教学反思观察创新

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高温冻土双屈服面统一本构模型及其验证

岩土工程学报 2025年第1期47卷 135-143页

作者：王涛凡红王康任周国庆王亮亮中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司城市安全风险监测预警应急管理部重点实验室广东深圳518023 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司深圳市城市灾害数字孪生重点实验室广东深圳518023

高温冻土本构模型是准确计算冻土体应力与变形的关键。基于修正剑桥模型及双屈服面理论,考虑高温冻土黏聚力及内摩擦角的影响,以整体变形ε_v-lnp曲线描述试样变形特征,采用应力路径相关因子修正当前屈服面及参考屈服面硬化参量,建立了... 详细信息

高温冻土本构模型是准确计算冻土体应力与变形的关键。基于修正剑桥模型及双屈服面理论,考虑高温冻土黏聚力及内摩擦角的影响,以整体变形ε_v-lnp曲线描述试样变形特征,采用应力路径相关因子修正当前屈服面及参考屈服面硬化参量,建立了一个高温冻土双屈服面统一本构模型。结合弹塑性理论推导获得了应力应变关系的增量形式,给出了模型参数的含义与简便确定方法,定义了反映高温冻土当前状态的固结参数及潜在强度,剖析了其与硬化参量之间的相互依赖、相互制约动态循环关系,分析了整个应力路径中的模型状态演化过程,利用试验数据对构建的本构模型进行了验证,结果表明提出的本构模型能够很好地预测高温冻土在常规三轴应力路径下的应力应变行为。

关键词：冻土冻土力学强度变形本构模型