超声心动图心肌梗死预测的人工智能方法与装置与流程

1.本发明涉及人工智能、互联网、超声领域，尤其涉及一种超声心动图心肌梗死预测的人工智能方法与装置。


背景技术：

2.2018年我国心血管疾病患病人数3.3亿，死亡率居首，每年发生急性心肌梗死约百万人，产生的费用高达数百亿元。冠心病发病率的逐年上升，急性心肌梗死的发生率也日益增多。急性心肌梗死只有早期诊断与及时治疗，可以缩小梗死面积，减少并发症和病死率，改善患者的预后。
3.传统诊断心肌梗死的方法通过心电图的动态演变过程及心肌酶谱动态改变来确诊，然而，心电图st-t段的改变，要在冠脉供下降30%～5 0%以上时才明显，国际上普遍采用的高敏肌钙蛋白t检测确认心肌梗死也要60分钟才能完成，并且这两者都需要到医院，由医疗专家诊断完成。心肌梗死确诊的延迟，会导致错过黄金抢救时间，增加死亡和预后风险。
4.有研究证实，在冠脉阻塞后几秒钟即可见室壁运动异常，先于心室 顺应性，收缩性，血流动力学和心电信号的改变。心脏室壁节段性运动异常是心肌缺血早期特异性改变的表现，并早于心电图st-t改变。心脏室壁运动异常包括：减弱、无运动或反常运动。超声心动图检测再配合心电图的动态演变和心肌酶谱的测定，判断心肌 梗死的部位，对尽早采取合理治疗具有明显的指导意义。
5.超声心动图检测是一种无创检测方法，在心肌梗死早期筛查中具有较高的阳性率，具有无痛苦、安全、方便、重复性好等优点。目前，超声心动图检测需要患者入院后，用医院昂贵的心超设备完成，并需要有经验的专家诊断才能完成，导致患者常常在心肌梗死发生入院后才能确诊，往往错过了抢救的黄金时间。


技术实现要素：

6.为解决以上问题，本发明提供一种超声心动图心肌梗死预测的人工智能方法与装置，所述装置包括：无线掌上探头式心超仪、智能手机、人工智能诊断系统：所述无线掌上探头式心超仪，用于采集患者超声心动图；所述智能手机，用于通过应用程序app控制所述心超仪，获取、存储和传送心动图数据；所述人工智能诊断系统，用于通过所接收到的超声心动图，用人工智能方法，实时诊断心肌梗死，并及时预警，以便患者能够得到及时救助，挽救生命和减少后遗症。
7.根据本发明的一个方面，所述超声心动图心肌梗死人工智能预测流程包括如下步骤：步骤1，打开所述超声心动仪和所述智能手机app；步骤2，用所述超声心动仪采集患者的左室长轴、心尖二腔、心尖四腔、左室短轴二尖瓣水平、乳头肌水平、心尖水平短轴等6个切面心动图视频数据；步骤3，将采集好的所述心动图数据通过手机app发送给所述人工智能诊断系统；
步骤4，所述人工智能诊断系统收到所述心动图数据后，送入心肌梗死超声人工智能诊断网络完成诊断；步骤5，将所述诊断结果反馈给所述智能手机。
8.根据本发明的另一方面，所述超声心动图诊断心肌梗死，可采用美国超声心动图学会(ase)推荐的左室壁16节段划分法，对心肌梗死引起的左心室室壁异常运动作全面观察。
9.进一步，所述左室壁16节段划分法所要观察的6个超声心动图包括：左心室的3个长轴切面（左室长轴切面、心尖二腔心切面、心尖四腔心切面）和3个短轴切面（左室短轴二尖瓣水平、乳头肌水平和心尖水平）。
10.进一步，以室壁运动异常，包括：无运动、运动明显减弱或反常运动，为心肌梗死诊断标准。
11.进一步，用人工智能直接替代专家，监测和分析所述6个超声心动图的室壁运动，监测室壁运动异常，早期发现和预测心肌梗死。
12.根据本发明的再一方面，所述人工智能诊断系统包括：输入层、时空卷积网络模块、时空池化层、全连接层1、全连接层2、全连接层3 、softmax分类器：所述输入层，用于接收心动图数据并对所收到的数据进行预处理；所述时空卷积网络模块，用于提取所述心动图的时空特征；所述时空池化层，用于减少时空特征参数数量；所述全连接层1、全连接层2，是全连接层，用于综合前边神经网络提取到的时空特征重新通过权值构建完整的特征值矩阵；所述全连接层3，是最后一层全连接层，用于将所述特征传递给分类器；所述softmax分类器，用于对所识别的心动图室壁运动异常分类。
13.本发明的有益效果是：本发明的直接效益是：提供了一种超声心动图心肌梗死预测的人工智能方法与装置，患者可以方便地通过所述无线掌上探头式超声心动仪和智能手机app，自己检测所述超声心动图，并将所述心动图上传到人工智能诊断系统进行心肌梗死筛查与诊断。所述方法与装置使用简单、方便、快捷、精准，并通过手机将筛查和诊断结果实时反馈给患者、患者亲属和指定医生。可以及时挽救心肌梗死患者的生命，通过及时救助减少后遗症，是防止和预防心肌梗死的利器。大规模推广本发明，可以节约大量的人力物力，服务于大众，取得巨大的经济社会效益。
附图说明
14.图1是本发明实施例的超声心动图心肌梗死预测的人工智能装置系统图；图2是本发明实施例的超声心动图心肌梗死预测流程；图3是本发明实施例的6个心超心动图；图4是本发明实施例的人工智能诊断系统；图5是本发明实施例的时空卷积网络模块结构图；图6是本发明的人工智能诊断系统硬件平台。
具体实施方式
15.现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的
示意图，仅以示意方式说明本发明的基本原理、基本结构和基本功能，因此其仅显示与本发明有关的构成。
16.本领域的一般技术人员可能会意识到本发明的一些变体以及等同替代，但这些变体和等同替代不应理解为超出了本发明的保护范围。
17.图1是本发明实施例的超声心动图心肌梗死预测的人工智能装置系统图。如图1所示的超声心动图心肌梗死预测的人工智能装置包括：无线掌上探头式心超仪11、智能手机12、人工智能诊断系统13：所述11，用于采集患者超声心动图；所述12，用于通过应用程序app控制所述心超仪，获取、存储和传送心动图数据；所述13，用于通过所接收到的超声心动图，用人工智能方法，实时诊断心肌梗死，并及时预警，以便患者能够得到及时救助，挽救生命和减少后遗症。
18.图2是本发明实施例的超声心动图心肌梗死预测流程。如图2所示的超声心动图心肌梗死人工智能预测流程包括如下步骤：s21，打开所述超声心动仪和所述智能手机app；s22，用所述超声心动仪采集患者的左室长轴、心尖二腔、心尖四腔、左室短轴二尖瓣水平、乳头肌水平、心尖水平短轴等6个切面心动图视频数据；s23，将采集好的所述心动图数据通过手机app发送给所述人工智能诊断系统；s24，所述人工智能诊断系统收到所述心动图数据后，将所述数据逐一送入心肌梗死超声人工智能诊断网络完成诊断；s25，将所述诊断结果反馈给所述智能手机。
19.图3是本发明实施例的6个心超心动图。采用美国超声心动图学会(ase)推荐的左室壁16节段划分法，对心肌梗死引起的左心室室壁异常运动作全面观察，需要6个超声心动图包括：左心室的3个长轴切面（左室长轴切面、心尖二腔心切面、心尖四腔心切面）和3个短轴切面（左室短轴二尖瓣水平切面、乳头肌水平切面和心尖水平切面）。如图3所示：（a）是左室长轴心动图；（b）是心尖二腔心动图；（c）是心尖四腔心动图；（d）是二尖瓣水平短轴心动图；（e）是心尖水平短轴心动图；（f）是二尖瓣乳头肌水平短轴心动图。本发明实施例，用超声心动图采集设备分别采集如图3所示的6个超声心动图数据，并将其逐一送给所述人工智能诊断系统，完成超声心动图心肌梗死筛查与诊断。用人工智能直接替代专家，监测和分析所述6个超声心动图的室壁运动，全面监测室壁运动异常，早期发现和预测心肌梗死。
20.图4是本发明实施例的人工智能诊断系统。如图4所示的人工智能诊断系统包括：输入层41、时空卷积网络模块42、时空池化层43、全连接层1 44、全连接层2 45、全连接层3 46、softmax分类器47：所述41，用于接收心动图数据并对所收到的数据进行预处理；所述42，用于提取所述心动图的时空特征；所述43，用于减少时空特征参数数量；所述44、45是全连接层，用于综合前边神经网络提取到的时空特征重新通过权值构建完整的特征值矩阵；所述46，是最后一层全连接层，用于将所述特征传递给分类器；所述47，也称为 softmax层，用于对所识别的心动图室壁运动异常分类。
21.图5是本发明实施例的时空卷积网络模块结构图。如图5所示，所述时空卷积网络模块，由多个输出与输入连接的时空卷积模块组成511、512、
…
、51n组成，将所述时空卷积模块的输入，同时连接到下一个时空卷积模块的输入，在本发明实施例，511的输入直接连接到512的输入端，以此类推，构建成残差网络。所述511、512
……
、51n采用相同结构的时空
卷积模块，如本发明实施例的512，包括：一层空间卷积层521紧接着一层时间卷积层522，所述521是二维卷积层，所述522是一维卷积层，两者构成的所述时空卷积层是三维卷积层，本发明实施例，521、523、525是空间卷积层，522、524、526是时间卷积层；521和522组成时空卷积层，523和524、525和526也分别组成时空卷积层；527是时空池化层，用于减少每个时空卷积模块的输出特征参数数量。
22.图6是本发明的人工智能诊断系统硬件平台。如图6所示的人工智能诊断系统运行硬件平台包括：处理器61、存储器62、总线63和通信接口64：所示61，用于执行所示程序实现所述人工智能诊断功能；所述62，用于存储可在处理器上运行的计算机程序、数据；所述63，用于连接所述61、62和64，完成数据交换；所述64，用于在传输介质上与各种其他系统通信及数据交换。
23.其中，所述63可以将任意数量的所述61、62、63连接在一起构成更复杂，功能更强的人工智能硬件系统。
24.此外，63还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。
25.以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。