[發明專利]心率監測方法及系統、存儲介質、終端

在審

• 申請號: 202210947828.2
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115153478A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 張淼;楊樹臣;張智明
• 申請（專利權）人: 上海躍揚醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/11;A61B5/00;G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產權代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

本發明提供了一種心率監測方法及系統、存儲介質、終端，該方法包括如下步驟：獲取原始數據集，所述原始數據集包括原始心沖擊圖信號；對所述原始數據集進行數據增強，以獲得增強數據集；構建神經網絡模型，所述神經網絡模型為金字塔輸入神經網絡；使用所述增強數據集訓練所述神經網絡模型；使用訓練后的所述神經網絡模型監測心率，通過對原始數據集進行數據增強，并結合金字塔輸入，最終提升使用訓練后的所述神經網絡模型監測心率的準確性。

技術領域

本發明涉及健康監測技術領域，尤其涉及一種心率監測方法及系統、存儲介質、終端。

背景技術

根據世界衛生組織的統計，心血管疾病已經成為全球范圍內致人死亡的頭號病因。其具有較高的發生率、病死率和死亡率，嚴重影響患者生活質量甚至威脅其生命安全。據估計，2019年約有1790萬人死于心血管疾病，占全球死亡人數的32％。人每一次脈搏的搏動，都代表一次有效的心臟跳動，每分鐘心臟跳動的次數就是心率。心率作為心臟評估的基本指標，為心血管疾病提供了重要的啟示參考。因此，一個有效、簡單、經濟的心率監測系統對于心血管疾病的預防和早期檢測具有很大的前景。

心臟跳動周期中心臟泵血能引起身體產生相應的運動，通過高靈敏度傳感器檢測該運動信號，并將其描記成波形，該波形稱為心沖擊圖(Ballistocardiogram，BCG)，該技術具有無創、非接觸、可長期連續監測的優點。因為心沖擊圖信號記錄的是心臟泵血引起的與心搏同步的身體運動，所以心沖擊圖信號間接反映了心臟動力和運動狀態。

但在實際應用中，采集到的心沖擊圖信號相對較弱，容易受到呼吸、肌肉震顫、振動等因素的干擾，這對基于心沖擊圖信號的心率檢測提出了巨大挑戰。

因此，有必要開發一種新型心率監測方法及系統、存儲介質、終端，以改善現有技術中存在的上述部分問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種心率監測方法，能夠提高心率監測的準確性。

為實現上述目的，本發明提供的心率監測方法，包括如下步驟：獲取原始數據集，所述原始數據集包括原始心沖擊圖信號；對所述原始數據集進行數據增強，以獲得增強數據集；構建神經網絡模型，所述神經網絡模型為金字塔輸入神經網絡；使用所述增強數據集訓練所述神經網絡模型；使用訓練后的所述神經網絡模型監測心率。

本發明提供的心率監測方法的有益效果在于：通過對原始數據集進行數據增強，使增強后的增強數據集內擁有更多的訓練樣本并提升訓練樣本的多樣性，使用所述增強數據集對構建的神經網絡模型進行訓練，能夠提升訓練后的所述神經網絡模型的泛化能力和魯棒性，有利于減小不同待檢測對象或不同睡眠姿態影響心率監測的準確性；同時，金字塔輸入能夠使所述神經網絡模型具有多尺度的感受野，以提高網絡的性能，最終提升使用訓練后的所述神經網絡模型監測心率的準確性。

可選的，所述對所述原始數據集進行數據增強，以獲得增強數據集，包括如下步驟：獲取噪聲信號；增大所述噪聲信號的幅值；將增幅后的所述噪聲信號與所述原始心沖擊圖信號相加以獲得增幅噪聲信號，所述增幅噪聲信號與所述原始心沖擊圖信號組成所述增強數據集。其有益效果在于：從MIT-BIH數據庫內獲得的噪聲信號幅值相對于所述原始心沖擊圖信號過小，增大所述噪聲信號的幅值并將其與所述原始心沖擊圖信號相加作為訓練樣本，擴大用于訓練的數據集的樣本數，降低因樣本數量太少造成過擬合現象的可能性，提升所述神經網絡模型的泛化能力，以提高心率監測的準確性。

可選的，所述增大所述噪聲信號的幅值，包括如下步驟：計算所述噪聲信號與所述原始心沖擊圖信號的信噪比；增大所述噪聲信號的幅值使所述信噪比數值大于等于5dB且小于等于6dB。其有益效果在于：將所述噪聲信號與所述原始心沖擊圖信號的信噪比控制在大于等于5dB且小于等于6dB，有利于避免所述噪聲信號幅值過大使有效信號被淹沒。