[發(fā)明專利]一種基于并行分?jǐn)?shù)階生理信號(hào)實(shí)時(shí)采集和分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811038195.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN108962395B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂太之;陳勇;張軍;馮茂巖;徐釗;毛宇鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京龍淵微電子科技有限公司;南京龍淵眾創(chuàng)空間股份有限公司;南京騫翮物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司;南京燚霆物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司
• 主分類號(hào): G16H50/70
• 分類號(hào): G16H50/70;G16H40/67;G16H40/60;A61B5/389;A61B5/318
• 代理公司: 南京佰騰智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32509
• 代理人: 胡麗華

1.一種基于并行分?jǐn)?shù)階生理信號(hào)實(shí)時(shí)采集和分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：數(shù)據(jù)采集，移動(dòng)客戶端通過抽象方法定時(shí)從生理傳感器讀取數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行格式化處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)；

步驟2：數(shù)據(jù)傳輸，移動(dòng)客戶端調(diào)用遠(yuǎn)程接口將生理信號(hào)數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)端；

步驟3：生理信號(hào)分析，基于分?jǐn)?shù)階指標(biāo)分析生理信號(hào)，首先將上傳的最新生理信號(hào)和歷史數(shù)據(jù)合成一個(gè)生理信號(hào)數(shù)據(jù)序列，將此序列和不同階數(shù)作為輸入?yún)?shù)，傳遞給N個(gè)Map端；Map端并行計(jì)算出對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)階微分序列的穩(wěn)定性和方差，將結(jié)果傳遞給Reduce端，Reduce端計(jì)算出生理信號(hào)分?jǐn)?shù)階指標(biāo)返回給客戶端；

步驟4：數(shù)據(jù)展現(xiàn)，移動(dòng)終端通過可視化的方式展現(xiàn)結(jié)果，當(dāng)結(jié)果不在閾值內(nèi)，顯示報(bào)警信息給用戶；

上述步驟2包括如下步驟：

步驟2a：移動(dòng)終端定時(shí)讀取本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，將新的生理信號(hào)通過遠(yuǎn)程接口上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)端；

步驟2b：服務(wù)端將接收到的生理信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中；

上述步驟3包括如下步驟：

步驟3a：基于分?jǐn)?shù)階指標(biāo)分析生理信號(hào)，首先將上傳的最新生理信號(hào)和歷史數(shù)據(jù)合成生理信號(hào)數(shù)據(jù)序列，將此序列和不同階數(shù)作為輸入?yún)?shù)，傳遞給不同Map端；

步驟3b：并發(fā)執(zhí)行生理信號(hào)N個(gè)基于不同階數(shù)分?jǐn)?shù)階微分序列的計(jì)算，每個(gè)Map端計(jì)算過程如下：

(1)根據(jù)該Map端輸入的分?jǐn)?shù)階微分迭代計(jì)算系數(shù)序列，計(jì)算方法如下：

其中α是該Map端輸入的階數(shù)，C_α是基于α階的系數(shù)序列，j是下標(biāo)，C_a[j]代表α階系數(shù)序列的第j個(gè)元素；

(2)根據(jù)系數(shù)序列和生理信號(hào)序列數(shù)據(jù)迭代計(jì)算出生理信號(hào)的分?jǐn)?shù)階微分序列，計(jì)算方法如下：

其中RR是生理信號(hào)序列，RR[k-j]代表生理信號(hào)序列的第k-j個(gè)元素，k是下標(biāo)，D_αSeq[k]代表α階微分序列第k個(gè)元素；

(3)計(jì)算生理信號(hào)α階分?jǐn)?shù)階微分序列的穩(wěn)定性β_α和方差ε_α，

其中為α階分?jǐn)?shù)階微分序列的均值，M為序列的長(zhǎng)度；

ρ_a[k]代表的是α階分?jǐn)?shù)階微分序列中第k個(gè)元素與均值的偏差程度；

α階分?jǐn)?shù)階微分序列的穩(wěn)定性β_a計(jì)算方式如下：

Q為α階分?jǐn)?shù)階微分序列落到均值范圍內(nèi)的個(gè)數(shù)；

α階分?jǐn)?shù)階微分序列的方差ε_a計(jì)算方式如下：

步驟3c：在Reduce端接收基于α階微分序列的穩(wěn)定性β_α和方差ε_α值，階數(shù)α的取值范圍在0和1之間，將不同分?jǐn)?shù)階的穩(wěn)定性和方差值進(jìn)行排序，分別以穩(wěn)定性最大和方差最小的階數(shù)α作為生理信號(hào)某個(gè)時(shí)間段的分?jǐn)?shù)階指標(biāo)FI₁和FI₂。

2.如權(quán)利要求1所述的基于并行分?jǐn)?shù)階生理信號(hào)實(shí)時(shí)采集和分析方法，其特征在于：上述步驟1包括如下步驟：

步驟1a：當(dāng)移動(dòng)終端啟動(dòng)后將所支持的傳感器和通信協(xié)議注冊(cè)到虛擬表中，表中包括設(shè)備類型、通信協(xié)議、通信參數(shù)、通信方法、格式信息；

步驟1b：當(dāng)移動(dòng)終端連接到傳感器后，根據(jù)連接信息識(shí)別出通信協(xié)議和傳感器類型調(diào)用虛擬表注冊(cè)的方法獲取生理信號(hào)數(shù)據(jù)；

步驟1c：對(duì)生理信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理，存儲(chǔ)到移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)庫(kù)中。