[发明专利]通过周期性信号分析检测实体物件异常运作的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测系统及方法，特别涉及一种检测实体物件(Physical Object)异常运作的系统及方法。

背景技术

一些实体物件结合或包含循环或周期的运作，像是具有一旋转器的电动马达能以一转速旋转、或是人类心脏能以一心率跳动(例如，执行收缩及舒张)。实体物件的循环运作可通过检测系统观察或记录出周期性或本质上为周期性的信号。虽然精确的波形及频率会变动，但「周期性或本质上为周期性信号」的用语(之后提及皆用「周期信号」表示)可视为受测信号的性质通常具有反复的、能代表实体物件活动特性的象征性(nominal)波形形式。一特定实体物件的异常运作可通过分析周期信号来观察。

举例来说，一心电图(electrocardiograph，ECG)装置可利用一或多种组合的导线，接触于人类或动物身上以接受检查，并转换心脏的运作为一或多笔心电图信号。一接受过训练的医疗照护提供者可以通过比较所观察心脏的心电图信号与标准测试数据中正常运作的心电图信号，判断出某种异常运作的类型。

发明内容

在本发明中，公开一检测实体物件异常运作的方法。根据一些实施例，可利用能代表实体物件运作特性的周期信号产生原始矩阵，并对原始矩阵进行维度缩减(dimension reduction)而产生整合性矩阵。通过比较实体物件与各种已知异常运作类型的标准数据所产生的整合性矩阵、或是比对利用整合性矩阵所产生的各种指标，可判定该实体物件与各种异常运作类型间的似然率。

在一些实施例中，该原始矩阵的产生包括：在周期信号的预定区间中执行一第一分析以产生一第一阵列，及在相同周期信号区间中执行不同于第一分析的一第二分析以产生一第二阵列。

在一些实施例中，该第一分析或该第二分析方式为一时域分析、一样型分析、或由该预定时间长度依据一第一空间测量结构得到的周期信号，与依据一第二空间测量结构所得到的至少一能代表该周期信号活动特性的另一周期信号，所共同推导得到一组特征参数的分析方法。

在本发明中，公开一检测一预定时间长度心电图信号异常状态的一方法。在一些实施例中，该方法包括以下处理程序：将一预定时间长度的心电图信号依据时间先后顺序区分为多个心电图区段，每一该心电图区段包括一象征性心电图波形；对于相邻心电图区段而言，至少将相邻心电图区段其中之一区段进行重新采样，以便产生具有相同数据点数目的两心电图阵列；对于此相邻心电图区段而言，计算该相邻心电图区段所产生的两心电图阵列的一联合概率(joint probability)及一边际概率(marginalprobability)；根据该相邻心电图区段所计算出的该联合概率及该边际概率产生一交互信息量(mutual information)阵列；以及通过比较该交互信息量阵列或由该交互信息量阵列所推导的一组指标及已知异常类型的标准样版，判定该心电图与已知异常类型间的一似然率。

在一些实施例中，该交互信息量的计算可根据一方程式来执行：

MI(X;Y)=ΣxΣyp(x,y)logp(x,y)p(x)p(y)]]>

其中X及Y表示该相邻心电图区段的两心电图阵列，x及y表示为对应该心电图阵列中的一元素，p(x，y)表示该两心电图阵列的该联合概率，及p(x)与p(y)表示该相邻心电图区段的该两心电图阵列所各自对应的该边际概率。