[發明專利]健康監測設備

在審

• 申請號: 202011157399.6
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112263261A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王景峰;黃凱;陳樣新;張玉玲;郭思璐;宋日輝
• 申請（專利權）人: 生物島實驗室;中山大學孫逸仙紀念醫院
• 主分類號: A61B5/346
• 分類號: A61B5/346;A61B5/28;A61B5/256;A61B5/029;A61B5/0531
• 代理公司: 北京智信四方知識產權代理有限公司 11519
• 代理人: 李成龍;宋海龍

本公開實施例公開了一種健康監測設備，包括輸出組件、可穿戴組件、處理組件以及電池。其中，可穿戴組件由導電材料和絕緣材料混合編織而成，導電材料在可穿戴組件上形成多個電極以及在多個電極之間形成心電信號采集電路；處理組件包括調度器和多個運算器，調度器被配置為接收心電信號，調度多個運算器以確定使用者的健康狀態信息，并控制輸出組件輸出預警信息，運算器包括可編程邏輯門陣列，運算器內固化地設置有二值神經網絡模型的任務運算單元，二值神經網絡模型用于基于心電信號確定健康狀態信息；電池，用于向可穿戴組件、處理組件以及輸出組件供電。該設備功耗低，體積小，便于長時間佩戴。

技術領域

本公開涉及可穿戴設備技術領域，具體涉及一種健康監測設備。

背景技術

心血管疾病由于其隱蔽性和突發性等特點，嚴重威脅著人類的健康，因此早期診斷和預防是非常重要的。目前，醫院普遍使用的12導聯動態檢測儀(Holter)功耗和體積較大，穿戴時一般在醫生的指導下進行操作，且無法滿足3-7天的醫用連續檢測需求。并且，目前的Holter的心電監測判斷需要把數據傳輸到后臺服務器計算，這種計算滯后非常明顯，不能實現實時計算和全天候即時預警的需求。

發明內容

為了解決相關技術中的問題，本公開實施例提供一種健康監測設備。

具體地，所述健康監測設備，包括：

輸出組件；

可穿戴組件，由導電材料和絕緣材料混合編織而成，所述導電材料在所述可穿戴組件上形成多個電極以及在所述多個電極之間形成心電信號采集電路；

處理組件，包括調度器和多個運算器，其中，所述調度器被配置為接收所述心電信號，調度所述多個運算器以確定使用者的健康狀態信息，并基于所述健康狀態信息控制所述輸出組件輸出預警信息，所述運算器包括可編程邏輯門陣列，所述運算器內固化地設置有二值神經網絡模型的任務運算單元，所述二值神經網絡模型的隱藏層的權值和激活值為二值數據，用于基于心電信號確定健康狀態信息；以及

電池，用于向所述可穿戴組件、處理組件以及輸出組件供電。

根據本公開實施例，所述調度器包括中央處理器，所述運算器還包括通用圖形處理器和基于可編程邏輯門陣列定制的集成芯片，所述調度器和運算器部署于印制電路板。

根據本公開實施例，所述處理組件還包括：

供電管理單元，被配置為基于當前任務負載調整被供電的運算器的數量。

根據本公開實施例，所述處理組件還包括：

預處理單元，被配置為對所述心電信號進行預處理，所述預處理包括噪聲處理、基線漂移處理、心拍分割、特征預提取和數據重采樣中的至少一種。

根據本公開實施例，所述二值神經網絡的權值為-1或1。

根據本公開實施例，所述二值神經網絡模型通過以下方法訓練得到：

構造實數型神經網絡模型，所述實數型神經網絡模型的隱藏層的權值和激活值為實數型數據；

使用訓練數據訓練并壓縮所述實數型神經網絡模型，得到二值神經網絡模型。

根據本公開實施例，所述使用訓練數據訓練并壓縮所述實數型神經網絡模型，得到二值神經網絡模型，包括：

獲取訓練數據；

交替執行訓練操作和壓縮操作，直至滿足收斂條件，得到二值神經網絡模型，其中，在所述訓練操作中，通過所述訓練數據更新模型中的權值；在所述壓縮操作中，通過剪枝和/或二值化壓縮模型的大小。

根據本公開實施例，所述獲取訓練數據包括：

獲取不同健康狀態的人的心電數據；