[發(fā)明專利]一種心律異常動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710670131.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN107374609A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁紅昌;陳小杰;江遠(yuǎn);曲琳;趙玉娟;崔小強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/024
• 分類號(hào): A61B5/024
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司22201
• 代理人: 杜森垚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種利用傳感器技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)診斷心律是否異常的心律異常動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)，屬于信號(hào)綜合處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人體的心律信號(hào)屬于復(fù)雜多變量、強(qiáng)耦合、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)變化的偽隨機(jī)事件，通常采用佩戴心律腕帶的方式來(lái)檢測(cè)某一時(shí)間段的心律曲線。

市場(chǎng)上現(xiàn)有的心律手環(huán)和醫(yī)學(xué)心律腕帶都只是采集某一時(shí)間段的心律信號(hào)，并將心律信號(hào)直接以數(shù)值或曲線圖像的形式呈現(xiàn)給用戶，測(cè)量精度低，測(cè)量方法笨重，用戶只能通過(guò)進(jìn)行靜態(tài)的測(cè)量人體具體心律情況來(lái)推測(cè)心律健康狀況，并未能從心律曲線中獲得更多的信息，而現(xiàn)有的心律檢測(cè)方法尚未應(yīng)用動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，本發(fā)明提出一種心律異常動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法在心律異常動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)中的應(yīng)用，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析處理心律數(shù)據(jù)，并從中訓(xùn)練出符合該用戶的特定心律狀況評(píng)價(jià)函數(shù)，從而根據(jù)該函數(shù)能實(shí)時(shí)檢測(cè)、分析用戶心律情況并在必要時(shí)起到預(yù)警的作用。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的：

一種心律異常動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)，包括心律信號(hào)采集模塊以及軟件系統(tǒng)，

所述心律信號(hào)采集模塊包括心律傳感器、藍(lán)牙發(fā)射模塊及佩戴裝置；心律傳感器、藍(lán)牙發(fā)射模塊均安裝在佩戴裝置上，由心律傳感器采集用戶心律信號(hào)，并通過(guò)藍(lán)牙發(fā)射模塊發(fā)送給軟件系統(tǒng)中的電子終端設(shè)備應(yīng)用程序進(jìn)行后續(xù)處理；

所述軟件系統(tǒng)包括：

電子終端設(shè)備應(yīng)用程序，其在電子終端設(shè)備上向用戶提供可視化界面，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與可視化網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)通訊連接，將心律數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)服務(wù)器；

網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)服務(wù)器，其與電子終端設(shè)備應(yīng)用程序以及嵌入在PC機(jī)上的心律信號(hào)機(jī)器學(xué)習(xí)處理模塊通訊連接，負(fù)責(zé)心律數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理；

PC機(jī)，其通過(guò)心律信號(hào)機(jī)器學(xué)習(xí)處理模塊對(duì)采集的心律數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，訓(xùn)練出該用戶的心律狀況評(píng)價(jià)函數(shù)，同時(shí)根據(jù)最新傳來(lái)的心律數(shù)據(jù)對(duì)評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)修正，根據(jù)評(píng)價(jià)函數(shù)給出用戶心律狀況預(yù)測(cè)結(jié)果，將預(yù)測(cè)結(jié)果發(fā)送給電子終端設(shè)備應(yīng)用程序向用戶顯示，以起到心律監(jiān)測(cè)與預(yù)警的作用。

進(jìn)一步地，所述心率信號(hào)采集模塊還包括輔助功能模塊，其安裝在佩戴裝置上，可根據(jù)用戶心律狀況預(yù)測(cè)結(jié)果向用戶提供輔助提醒功能。

進(jìn)一步地，所述心律信號(hào)機(jī)器學(xué)習(xí)處理模塊的工作過(guò)程如下：

1)對(duì)接收到的心律數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪預(yù)處理；

2)提取心律信號(hào)特征值，構(gòu)成二維心律特征矩陣；

3)對(duì)二維心律特征矩陣進(jìn)行卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算；

4)進(jìn)行激勵(lì)與池化運(yùn)算；

5)反復(fù)迭代得到最佳心律狀況評(píng)價(jià)函數(shù)；

6)根據(jù)新采集的心律數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)修正心律狀況評(píng)價(jià)函數(shù)；

7)根據(jù)心律狀況評(píng)價(jià)函數(shù)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)該用戶心律狀況。

本發(fā)明取代了現(xiàn)有佩戴心律腕帶等靜態(tài)測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)了心律信號(hào)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)、分析與診斷，全面克服了靜態(tài)檢測(cè)方法的不足，使得檢測(cè)效果更加精確。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明整體系統(tǒng)架構(gòu)原理圖；

圖2為基于機(jī)器學(xué)習(xí)的心律信號(hào)處理流程圖；

圖3為心律信號(hào)采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為心律信號(hào)去噪與特征提取流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的技術(shù)方案：

如圖1至圖3所示，一種心律異常動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)，包括硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)，其中，硬件系統(tǒng)即心律信號(hào)采集模塊，其包括：

心律傳感器、藍(lán)牙發(fā)射模塊、輔助功能模塊(線性振動(dòng)電機(jī))和佩戴裝置；心律傳感器、藍(lán)牙發(fā)射模塊和線性振動(dòng)電機(jī)均安裝在佩戴裝置上，由心律傳感器采集用戶心律信號(hào)，然后通過(guò)藍(lán)牙發(fā)射模塊傳給軟件系統(tǒng)中的電子終端設(shè)備應(yīng)用程序進(jìn)行后續(xù)處理，還可根據(jù)需要進(jìn)行輔助功能拓展，例如，通過(guò)線性振動(dòng)電機(jī)進(jìn)向用戶進(jìn)行振動(dòng)提醒。

軟件系統(tǒng)包括：

電子終端設(shè)備應(yīng)用程序(本實(shí)施例中采用基于andriod系統(tǒng)的APP)，其用于在電子終端設(shè)備上記錄并向用戶顯示心律狀況，電子終端設(shè)備應(yīng)用程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與可視化網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)通訊連接；

網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)服務(wù)器(可視化網(wǎng)頁(yè)后臺(tái))，其與電子終端設(shè)備應(yīng)用程序以及嵌入在PC機(jī)上的機(jī)器學(xué)習(xí)處理模塊通訊連接，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳遞；