[發(fā)明專利]心血管指數(shù)檢測、模型訓(xùn)練方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910131193.7
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN109620198B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張進(jìn)東;丁立明;崔久莉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津驚帆科技有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京科領(lǐng)智誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11782
• 代理人: 陳士騫

1.一種心血管指數(shù)檢測方法，其特征在于，包括：

獲取采集的待檢測對象的光電容積脈搏波PPG信號；所述PPG信號包括至少一個心動周期；

確定所述PPG信號中的每個心動周期；

基于預(yù)先訓(xùn)練完成的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN，對每個所述心動周期對應(yīng)的信號進(jìn)行特征提取，得到每個所述心動周期的特征向量；其中，所述CNN為采用樣本心動周期和對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)心血管指數(shù)訓(xùn)練得到；

基于預(yù)設(shè)的心血管指數(shù)函數(shù)，對每個所述特征向量進(jìn)行回歸，得到每個所述心動周期對應(yīng)的心血管指數(shù)；

根據(jù)每個所述心動周期對應(yīng)的心血管指數(shù)，確定所述待檢測對象的心血管指數(shù)，其中，所述心血管指數(shù)包括以下指數(shù)中的至少一個：動脈硬度指數(shù)、反射指數(shù)和老化指數(shù)；

其中，所述動脈硬度指數(shù)SI對應(yīng)的心血管指數(shù)函數(shù)包括：SI=h/Tx；其中，所述h為所述待檢測對象的身高，所述Tx為所述PPG信號的心動周期中主波波峰采樣點與反射波波峰采樣點之間的相對時間參量；

所述反射指數(shù)RI對應(yīng)的心血管指數(shù)函數(shù)包括：RI=h1/H；其中，所述h1為所述反射波波峰采樣點的幅度參量，所述H為主波波峰采樣點的幅度參量；

所述老化指數(shù)AI對應(yīng)的心血管指數(shù)函數(shù)包括：AI=b/a；其中，所述a為所述心動周期的二階導(dǎo)數(shù)中最大的波峰幅度，所述b為所述心動周期的二階導(dǎo)數(shù)中次最大的波峰幅度。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述CNN中的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為采用以下方式訓(xùn)練得到：

獲取樣本心動周期的信號和對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)心血管指數(shù)；其中，所述樣本心動周期為從樣本PPG信號中確定；

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，對所述樣本心動周期對應(yīng)的信號進(jìn)行特征提取，得到所述樣本心動周期的樣本特征向量；

基于預(yù)設(shè)的心血管指數(shù)函數(shù)，對所述樣本特征向量進(jìn)行回歸，得到所述樣本心動周期對應(yīng)的參考心血管指數(shù)；

將所述參考心血管指數(shù)與所述標(biāo)準(zhǔn)心血管指數(shù)進(jìn)行比對，得到差異參量；

當(dāng)所述差異參量大于預(yù)設(shè)參量閾值時，根據(jù)所述差異參量對所述網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行修正，返回執(zhí)行所述根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，對所述樣本心動周期對應(yīng)的信號進(jìn)行特征提取的步驟；

當(dāng)所述差異參量小于預(yù)設(shè)參量閾值時，確定所述網(wǎng)絡(luò)參數(shù)訓(xùn)練完成。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述心動周期中的每個采樣點包括：幅度參量和時間參量；

在所述基于預(yù)先訓(xùn)練完成的CNN，對每個所述心動周期進(jìn)行特征提取的步驟之前，還包括：

針對每個心動周期，根據(jù)所述心動周期的主波波峰采樣點的幅度參量和預(yù)設(shè)的主波波峰采樣點的標(biāo)準(zhǔn)幅度參量，對所述心動周期的每個采樣點的幅度參量進(jìn)行歸一化，得到一次歸一化后的每個心動周期；

針對所述一次歸一化后的每個心動周期，以所述心動周期的主波波峰采樣點的時間參量作為中間點，根據(jù)預(yù)設(shè)的心動周期總時間參量和預(yù)設(shè)的主波波峰采樣點的標(biāo)準(zhǔn)時間參量，按照不同的時間歸一化公式，分別對所述心動周期的中間點之前和中間點之后的采樣點進(jìn)行歸一化，得到二次歸一化后的每個心動周期；

所述基于預(yù)先訓(xùn)練完成的CNN，對每個所述心動周期進(jìn)行特征提取的步驟，包括：

基于預(yù)先訓(xùn)練完成的CNN，對每個所述二次歸一化后的心動周期進(jìn)行特征提取，得到每個心動周期特征向量。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述心動周期的主波波峰采樣點的幅度參量和預(yù)設(shè)的主波波峰采樣點的標(biāo)準(zhǔn)幅度參量，對所述心動周期的每個采樣點的幅度參量進(jìn)行歸一化的步驟，包括：

根據(jù)以下幅度歸一化公式，對所述心動周期的每個采樣點的幅度參量進(jìn)行歸一化：

X=X0*（NX/Xp）

其中，所述X0為所述心動周期中任意一個采樣點的幅度參量，所述X為所述X0歸一化后的幅度參量，所述Xp為所述心動周期的主波波峰采樣點的幅度參量，所述NX為預(yù)設(shè)的主波波峰采樣點的標(biāo)準(zhǔn)幅度參量。