[發明專利]一種基于人體特征數據的智能精神分析和評價方法及系統

有效

• 申請號: 202110290934.3
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113017633B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 葛琳;郭波
• 申請（專利權）人: 北京正氣和健康科技有限公司
• 主分類號: A61B5/16
• 分類號: A61B5/16;A61B5/024;A61B5/352;A61B5/366
• 代理公司: 北京領科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11690
• 代理人: 劉玉玲

1.一種基于人體特征數據的智能精神分析和評價方法，其特征在于：

步驟1)：獲取采集的人體心電信號，基于所述人體心電信號計算獲得呼吸基頻和瞬時心率功率譜；

步驟2)：結合步驟1)求得的呼吸基頻與瞬時心率功率譜，基于浮動頻段法計算精神系統特征參數，對所述精神系統特征參數進行心率變異性分析；根據SDNN不同年齡段對應的正常值，計算得出短時精神指數；所述精神系統特征參數為低頻帶功率、高頻帶功率和其比例；所述心率變異性分析為對所述精神系統特征參數的短時時間序列進行時域以及非線性分析；根據SDNN不同年齡段對應的正常值為：年齡為18～29時，對應SDNN為129.92～210.08；年齡為30～49時，對應SDNN為115.52～180.21；年齡為50～69時，對應SDNN為91.28～150.46；年齡為70以上時，對應SDNN為90.50以下；

步驟3)：根據步驟2)求得的短時精神指數的樣本集，通過數據挖掘得出周期性的精神狀態評分；所述數據挖掘為輸入精神指數樣本集A＝{x₁,x₂,...x_m}，聚類的簇樹k，最大迭代次數N，輸出簇劃分C＝{C₁,C₂,...C_k}；所述數據挖掘的具體步驟為：

(1)從所述精神指數樣本集A中隨機選擇k個樣本作為初始的k個質心向量：{μ₁,μ₂,...,μ_k}；

(2)對于n＝1，2，...N；

a.將簇劃分C初始化為其中t＝1,2...k；

b.對于i＝1,2...m，計算樣本x_i和各個質心向量μj(j＝1,2,...k)的距離：d_ij＝||xi-μj||22，將x_i標記最小的為d_ij所對應的類別λ_i；然后更新C_λi＝C_λi∪{x_i}；

c.對于j＝1,2,...,k，對C_j中所有的樣本點重新計算新的質心

d.如果所有的k個質心向量都沒有發生變化，則轉到步驟c中；

(3)輸出簇劃分C＝{C₁,C₂,...C_k}；

(4)根據獲取的SDNN，獲得對應的精神狀態評分；

步驟4)：根據所述的周期性的精神狀態評分，將人體健康數據按照預設規則匹配對應的得分；通過所述得分生成個性化評價與解讀。

2.根據權利要求1所述的基于人體特征數據的智能精神分析和評價方法，其特征在于：在所述步驟1)中，根據所述人體心電信號，計算心電波形中QRS波面積，提取電信號，對電信號進行傅立葉變換獲取所述呼吸基頻；提取心電R波波峰獲取RR間期信號，相鄰信號中點的時間間隔為T；根據RR間期信號計算瞬時心率F；根據瞬時心率F進行傅立葉變換獲得瞬時心率功率譜。

3.根據權利要求2所述的基于人體特征數據的智能精神分析和評價方法，其特征在于：在所述步驟4)中，所述預設規則根據精神狀態評價包括：應變能力狀態與評價、放松程度狀態與評價和疲勞程度狀態與評價。

4.一種根據權利要求1-3中任一項所述的基于人體特征數據的智能精神分析和評價方法的系統，其特征在于：包括人體特征數據采集設備、用戶終端設備和云服務器；所述人體特征數據采集設備用于采集用戶的人體特征數據；所述用戶終端設備分別與所述人體特征數據采集設備和云服務器通訊連接，所述用戶終端設備接收所述人體特征數據，并傳輸至所述云服務器；所述云服務器接收所述人體特征數據后，進行存儲和數據分析與計算，輸出用戶的精神分析和評價結果。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于：所述人體特征數據采集設備包括光學傳感器、心電檢測傳感器和近場通訊模塊一；所述光學傳感器根據檢測的光學信號輸出心率數據；所述心電檢測傳感器根據檢測到的心電信號輸出運動數據和體溫數據；所述近場通訊模塊一將所述心率數據、運動數據和體溫數據發送至所述用戶終端設備。