[發明專利]一種帕金森疾病診斷系統

在審

• 申請號: 202210280920.8
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115101191A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 金博;張旭
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G16H50/20
• 分類號: G16H50/20;G16H50/70;G06V40/16;A61B5/00
• 代理公司: 大連格智知識產權代理有限公司 21238
• 代理人: 劉琦

本發明公開一種帕金森疾病診斷系統，涉及醫療技術領域，具體包括控制模塊、數據獲取模塊、語音數據預處理模塊、圖片數據預處理模塊、語音特征提取模塊、面部特征提取模塊、分類模塊、顯示模塊；通過采集語音信號、面部表情圖片，提取語音特征和面部特征，將數據送入設計的包含BP神經網絡、隨機森林和支持向量機的集成模型投票系統，經過分類預測即得到最終診斷結果。本發明公開的診斷系統的預測準確率比較高。

技術領域

本發明涉及醫療技術領域，特別涉及一種帕金森疾病診斷系統。

背景技術

總的來說，人口正在老齡化。雖然人口老齡化代表著醫療和社會進步戰勝 疾病的勝利，但它也帶來了嚴峻的挑戰。年齡是疾病發生、發展和診斷的重要 參數。隨著年齡的增長，中樞神經系統的形態、代謝和功能都會發生不同程度 的衰退，從而導致一定的神經系統疾病。一個典型的例子是帕金森病，它是由 多巴胺分泌減少引起的。PD又稱震顫麻痹，是一種常見的神經退行性疾病，主 要表現為運動遲緩、肌強直、靜止性震顫和姿勢不穩。臨床癥狀還包括嗅覺功 能下降、便秘和抑郁等非運動性癥狀。作為一種進行性疾病，各種癥狀，包括 運動性和非運動性，隨著病程的發展變得越來越嚴重，而且各種各樣并發癥， 如“開-關”現象、運動障礙、藥物療效下降等，常發生在后期。患有嚴重疾病 的患者可能會受到平衡障礙、步態僵硬、跌倒和言語障礙的困擾，導致他們無 法自理，生活質量下降。因此，準確的診斷和及時有效的藥物治療非常重要。

據世界帕金森病協會統計，全球已有500多萬帕金森病患者，該病癥已成 為繼腦卒中后遺癥和癲癇之后危害神經系統的第三大疾病。然而，在進行帕金 森檢測時，當前的檢測方法依舊是依靠專業醫生對檢測者進行長期臨床觀察， 以從其行為表現上判斷檢測者是否患有帕金森癥。顯然，上述檢測過程過度依 賴醫生個人能力，且其明顯具有檢測周期長、成本高等缺點。因此，探索出新 的帕金森疾病診斷途徑，以更方便、更有效的方式幫助該類病人接受會診、追 蹤疾病以及接受康復訓練，緩解病人“掛號難”的問題，減輕醫護工作人員長 期反復診斷的壓力，具有非常大的潛在社會與市場價值。

近年來，隨著計算機視覺技術的發展，人臉圖像識別已被用于疾病診斷。 2017年，美國國家人類基因組研究所(National Human Genome Research Institute) 開發了面部診斷軟件，以確定兒童是否患有迪格奧爾格(DiGeorge)綜合征。這 是一種非常罕見的疾病，在全世界兒童發病率從1/6000到1/3000不等。由于發 病率如此之廣，疾病診斷可能很困難。然而，所有患有迪格奧爾格(DiGeorge) 綜合征的兒童都有臨床上明顯的面部特征，這些特征被國家人類基因組研究所 用于疾病診斷。2016年，FDNA公司開發了Face2Gene系統，可以幫助醫生通 過面部識別診斷遺傳疾病。一些相對罕見的遺傳病甚至可以通過比較病人和健 康人的照片來發現。這有助于患者發現疾病并在相對較短的時間內獲得治療。

對于帕金森病來說，患者疾病特異性的面部表情引起了研究者的關注。19 世紀60年代，Charcot首次描述了PD患者的“面具臉”特征。根據多年的研究， “面具臉”被認為是帕金森病的常見癥狀之一。它的癥狀包括無臉和雙眼凝視。 人類的面部表情是由面部淺表肌肉來表達的。這些肌肉被稱為“面部肌肉”或 “表情肌肉”。帕金森病患者的微笑和其他面部表情通常表現為無反應，振幅明 顯較小。形成表情所需的時間也會延長。對于許多病人的家屬來說，“面具臉” 癥狀會引起問題，因為它是一種郁悶的表現。因此，探索一種基于人臉特征點 識別的診斷方法是很有前途的。注意，檢測PD患者的語言障礙，這也是一種無 創性的診斷方法，已經被證明是有效的。因此，面部表情識別可以與語音障礙 識別相結合，獲得更全面、多方位、無創、遠程的診斷。