[發(fā)明專(zhuān)利]心率監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)、終端

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210947828.2
• 申請(qǐng)日: 2022-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115153478A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張淼;楊樹(shù)臣;張智明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海躍揚(yáng)醫(yī)療科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/024
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/024;A61B5/11;A61B5/00;G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海恒銳佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

1.一種心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取原始數(shù)據(jù)集，所述原始數(shù)據(jù)集包括原始心沖擊圖信號(hào)；

對(duì)所述原始數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)，以獲得增強(qiáng)數(shù)據(jù)集；

構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為金字塔輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

使用所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

使用訓(xùn)練后的所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型監(jiān)測(cè)心率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)所述原始數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)，以獲得增強(qiáng)數(shù)據(jù)集，包括如下步驟：

獲取噪聲信號(hào)；

增大所述噪聲信號(hào)的幅值；

將增幅后的所述噪聲信號(hào)與所述原始心沖擊圖信號(hào)相加以獲得增幅噪聲信號(hào)，所述增幅噪聲信號(hào)與所述原始心沖擊圖信號(hào)組成所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)集。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述增大噪聲信號(hào)的幅值，包括如下步驟：

計(jì)算所述噪聲信號(hào)與所述原始心沖擊圖信號(hào)之間的信噪比；

增大所述噪聲信號(hào)的幅值使所述信噪比數(shù)值大于等于5dB且小于等于6dB。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述使用所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括：

對(duì)所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)集內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行Z分?jǐn)?shù)歸一化處理；

使用所述Z分?jǐn)?shù)歸一化處理后的所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述噪聲信號(hào)包括MIT-BIH數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的基線(xiàn)漂移噪聲信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括卷積模塊，所述卷積模塊包括依次連接的卷積層、批量歸一層、激活函數(shù)層、池化層和Disout層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括金字塔輸入模塊和若干卷積模塊，所述金字塔輸入模塊包括若干下采樣層，若干所述下采樣層的輸出與所述若干卷積模塊的輸出一一對(duì)應(yīng)拼接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：編碼模塊，所述編碼模塊與所述卷積模塊連接，所述編碼模塊包括依次連接的Squeeze層、Permute層、Transformer層和Mean層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述Transformer層為T(mén)ransformer模型中的Encoder。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述使用所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括：將均方誤差作為損失函數(shù)，使用Adam算法訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

11.一種心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

檢測(cè)單元，用于檢測(cè)心臟泵血引起的與心搏同步的身體運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)化為原始心沖擊圖信號(hào)；

訓(xùn)練單元，所述訓(xùn)練單元對(duì)所述原始數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)，獲得增強(qiáng)數(shù)據(jù)集并使用所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

監(jiān)測(cè)單元，所述監(jiān)測(cè)單元包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為金字塔輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述監(jiān)測(cè)單元使用訓(xùn)練后的所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型監(jiān)測(cè)心率。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)集包括原始心沖擊圖信號(hào)和增幅噪聲信號(hào)，所述增幅噪聲信號(hào)由噪聲信號(hào)增大幅值后與所述原始心沖擊圖信號(hào)相加獲得。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，增幅后的所述噪聲信號(hào)與所述原始心沖擊圖信號(hào)之間的信噪比數(shù)值大于等于5dB且小于等于6dB。

14.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的心率監(jiān)測(cè)方法。

15.一種終端，其特征在于，包括：處理器和存儲(chǔ)器；

所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序；

所述處理器用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，以使所述終端執(zhí)行權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的心率監(jiān)測(cè)方法。