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血液循环系统的健康评估装置及其控制方法与流程

血液循环系统的健康评估装置及其控制方法与流程

1.本技术涉及健康测量领域,尤其涉及一种血液循环系统的健康评估装置、控制方法、电子设备及存储介质。

背景技术:

2.人类对于疾病的认识不断深入,因而了解到任何疾病的发生都是存在一个从量变到质变的过程。早在先秦时期,扁鹊就提出“上医治未病”的概念,就是说疾病真正开始发生前,有一些蛛丝马迹可以循证,最高明的医术是在找到这些疾病的蛛丝马迹,并把其消灭,从而达到健康保持和促进,避免疾病发生的目的。因而,如何找到这些蛛丝马迹,从而预测疾病的发生或评估疾病发生的风险,成为“治未病”首先要解决的问题。
3.现代医学研究很多重大疾病可以通过一些关联的生理指标来进行预判,从而延伸出很多不同类型疾病的预测或风险评估方法,例如,人们认识到人体成分和很多慢性疾病存在很大的关联。在传统的流行病学调查的做法中,医学研究者们通过调查人体bmi(body mass index,身体质量指数)、年龄、性别等和众多代谢性慢性疾病(高血压、高血脂、糖尿病、脂肪肝等)的关系,来对慢性疾病发生的风险进行评估。
4.但由于生理特征的维度太少,从而难以获得较为准确的风险评估结果。另一方面,在体检机构每年或每半年进行体征生理数据的采集,可以直接反映出上述各种疾病对应的指标是否有变化(例如血压或血脂等),但这个实质上是对“结果”的评判,并不是对病因的监控,对疾病的预测是存在滞后性的,而且代价较大。

技术实现要素:

5.为了解决现有技术的问题,本技术实施例提供了一种血液循环系统的健康评估装置、控制方法、电子设备及存储介质,可以在实现评估血液循环系统健康状态的同时,提高健康评估的准确性、便捷性。技术方案如下:
6.根据本技术的一方面,提供了一种血液循环系统的健康评估装置,所述装置包括:
7.获取模块,用于获取用户的生理参数,所述生理参数包括脉搏波信息和心冲击信息;
8.确定模块,用于基于所述生理参数,确定健康评估模型的模型输入;
9.通过训练后的所述健康评估模型,对所述模型输入进行处理,得到所述用户的健康评估结果。
10.可选的,所述模型输入包括时间参数,所述时间参数携带有所述用户的脉搏波传导时间信息;
11.所述确定模块,用于:
12.基于所述脉搏波信息和所述心冲击信息,确定所述时间参数;
13.将所述时间参数作为所述健康评估模型的模型输入。
14.可选的,所述脉搏波信息和所述心冲击信息存在周期性;
15.所述确定模块,用于:
16.在第一周期中,获取所述脉搏波信息中第一预设特征点对应的第一时刻;
17.在与所述第一周期相邻的第二周期中,获取所述心冲击信息中第二预设特征点对应的第二时刻;
18.基于所述第一时刻和所述第二时刻,确定所述时间参数。
19.可选的,所述脉搏波信息和所述心冲击信息存在周期性;
20.所述确定模块,用于:
21.在第三周期中,获取所述脉搏波信息中第三预设特征点对应的第三时刻;在与所述第三周期相邻的第四周期中,获取所述脉搏波信息中第四预设特征点对应的第四时刻;基于所述第三时刻和所述第四时刻,确定所述时间参数;和/或
22.在第五周期中,获取所述心冲击信息中第五预设特征点对应的第五时刻;在与所述第五周期相邻的第六周期中,获取所述心冲击信息中第六预设特征点对应的第六时刻;基于所述第五时刻和所述第六时刻,确定所述时间参数。
23.可选的,所述脉搏波信息是指所述用户两脚之间的脉搏波信息,或者,所述用户两手之间的脉搏波信息,或者,所述用户任一手与任一脚之间的脉搏波信息。
24.可选的,所述脉搏波信息包括阻抗脉搏波波形或所述阻抗脉搏波波形的变换波形,所述心冲击信息包括心冲击波形或所述心冲击波形的变换波形。
25.可选的,所述变换波形包括微分变换波形。
26.可选的,所述生理参数包括当前生理参数和至少一个历史生理参数;
27.所述确定模块,用于:
28.根据时间顺序,将所述当前生理参数和所述至少一个历史生理参数构成生理参数序列;
29.基于所述生理参数序列,确定所述健康评估模型的模型输入。
30.可选的,所述健康评估结果用于指示发生血液循环系统疾病的可能性。
31.可选的,所述生理参数还包括生物电阻抗信息。
32.可选的,所述生理参数还包括以下一种或多种:体重、身高、年龄、性别。
33.根据本技术的另一方面,提供了一种血液循环系统的健康评估装置的控制方法,所述装置包括获取模块、确定模块和评估模块,所述方法包括:
34.控制所述获取模块获取用户的生理参数,所述生理参数包括脉搏波信息和心冲击信息;
35.控制所述确定模块基于所述生理参数,确定健康评估模型的模型输入;
36.控制所述评估模块通过训练后的所述健康评估模型,对所述模型输入进行处理,得到所述用户的健康评估结果。
37.可选的,所述模型输入包括时间参数,所述时间参数携带有所述用户的脉搏波传导时间信息;
38.所述基于所述生理参数,确定健康评估模型的模型输入,包括:
39.基于所述脉搏波信息和所述心冲击信息,确定所述时间参数;
40.将所述时间参数作为所述健康评估模型的模型输入。
41.可选的,所述脉搏波信息和所述心冲击信息存在周期性;
42.所述基于所述脉搏波信息和所述心冲击信息,确定所述时间参数,包括:
43.在第一周期中,获取所述脉搏波信息中第一预设特征点对应的第一时刻;
44.在与所述第一周期相邻的第二周期中,获取所述心冲击信息中第二预设特征点对应的第二时刻;
45.基于所述第一时刻和所述第二时刻,确定所述时间参数。
46.可选的,所述脉搏波信息和所述心冲击信息存在周期性;
47.所述基于所述脉搏波信息和所述心冲击信息,确定所述时间参数,包括:
48.在第三周期中,获取所述脉搏波信息中第三预设特征点对应的第三时刻;在与所述第三周期相邻的第四周期中,获取所述脉搏波信息中第四预设特征点对应的第四时刻;基于所述第三时刻和所述第四时刻,确定所述时间参数;和/或
49.在第五周期中,获取所述心冲击信息中第五预设特征点对应的第五时刻;在与所述第五周期相邻的第六周期中,获取所述心冲击信息中第六预设特征点对应的第六时刻;基于所述第五时刻和所述第六时刻,确定所述时间参数。
50.可选的,所述脉搏波信息是指所述用户两脚之间的脉搏波信息,或者,所述用户两手之间的脉搏波信息,或者,所述用户任一手与任一脚之间的脉搏波信息。
51.可选的,所述脉搏波信息包括阻抗脉搏波波形或所述阻抗脉搏波波形的变换波形,所述心冲击信息包括心冲击波形或所述心冲击波形的变换波形。
52.可选的,所述变换波形包括微分变换波形。
53.可选的,所述生理参数包括当前生理参数和至少一个历史生理参数;
54.所述基于所述生理参数,确定健康评估模型的模型输入,包括:
55.根据时间顺序,将所述当前生理参数和所述至少一个历史生理参数构成生理参数序列;
56.基于所述生理参数序列,确定所述健康评估模型的模型输入。
57.可选的,所述健康评估结果用于指示发生血液循环系统疾病的可能性。
58.可选的,所述生理参数还包括生物电阻抗信息。
59.可选的,所述生理参数还包括以下一种或多种:体重、身高、年龄、性别。
60.根据本技术的另一方面,提供了一种电子设备,包括:
61.上述血液循环系统的健康评估装置;
62.处理器;以及
63.存储程序的存储器,
64.其中,所述程序包括指令,所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行上述血液循环系统的健康评估装置的控制方法。
65.可选的,所述电子设备还包括:
66.重量测量单元,用于采集用户的重量信息;
67.生物电阻抗检测单元,用于采集用户的生物电阻抗信息;
68.脉搏波提取单元,用于基于所述生物电阻抗信息,提取脉搏波信息;
69.心冲击提取单元,用于基于所述重量信息,提取心冲击信息。
70.可选的,所述电子设备还包括与所述生物电阻抗检测单元电连接的第一电极和/或第二电极,所述第一电极用于与用户的脚掌接触,所述第二电极用于与用户的手掌接触。
71.根据本技术的另一方面,提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,其中,所述计算机指令用于使计算机执行上述血液循环系统的健康评估装置的控制方法。
72.本技术中,采用脉搏波信息和心冲击信息进行血液循环系统的健康评估,在疾病发生前可以进行预测,实现“未病”的提前发现,达到健康保持和促进的效果。采用健康评估模型可以充分学习脉搏波信息、心冲击信息与疾病之间的关联,可以提高健康评估的准确性。并且,脉搏波信息和心冲击信息的采集方式简单,可以适用于家庭等非医疗场景,无需采用更复杂的医疗手段(如采血),可以提高健康评估的便捷性。
附图说明
73.在下面结合附图对于示例性实施例的描述中,本技术的更多细节、特征和优点被公开,在附图中:
74.图1示出了根据本技术示例性实施例提供的血液循环系统的健康评估装置的示意性框图;
75.图2示出了根据本技术示例性实施例提供的健康评估模型的训练方法流程图;
76.图3示出了根据本技术示例性实施例提供的血液循环系统的疾病预测装置的控制方法流程图;
77.图4示出了根据本技术示例性实施例提供的示例性电子设备的示意性框图;
78.图5示出了根据本技术示例性实施例提供的生物电阻抗示意图;
79.图6示出了能够用于实现本技术的实施例的示例性电子设备的结构框图。
具体实施方式
80.下面将参照附图更详细地描述本技术的实施例。虽然附图中显示了本技术的某些实施例,然而应当理解的是,本技术可以通过各种形式来实现,而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例,相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本技术。应当理解的是,本技术的附图及实施例仅用于示例性作用,并非用于限制本技术的保护范围。
81.应当理解,本技术的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行,和/或并行执行。此外,方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本技术的范围在此方面不受限制。
82.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括,即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”;术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”;术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意,本技术中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分,并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
83.需要注意,本技术中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的,本领域技术人员应当理解,除非在上下文另有明确指出,否则应该理解为“一个或多个”。
84.本技术实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的,而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
85.本技术实施例提供了一种血液循环系统的健康评估装置,该装置可以应用于终端、服务器和/或其他具备处理能力的电子设备。
86.下面将参照图1所示的血液循环系统的健康评估装置的示意性框图,对该装置进行介绍。如图1所示,血液循环系统的健康评估装置100包括:获取模块101,确定模块102,评估模块103。
87.获取模块101,用于获取用户的生理参数;
88.确定模块102,用于基于生理参数,确定健康评估模型的模型输入;
89.评估模块103,用于通过训练后的健康评估模型,对模型输入进行处理,得到用户的健康评估结果。
90.首先对获取模块101的实现原理进行介绍。获取模块101获取的生理参数包括脉搏波信息和心冲击信息。可选的,生理参数还可以包括以下一种或多种:体重、身高、年龄、性别。由于血液循环系统的疾病与上述生理参数存在关联,当生理参数所携带的信息量增加时,可以提高健康评估的准确率。
91.在一种可能的实施方式中,可以对用户当前时刻的生理参数进行采集。
92.对于脉搏波信息,可以是用户任意两个身体部位之间的脉搏波信息。具体地,可以采集以下任意一种:用户两脚之间的脉搏波信息,用户两手之间的脉搏波信息,用户任一手到任一脚之间的脉搏波信息。具体的,采集的脉搏波信息可以是阻抗脉搏波波形,当然,还可以是其他形式的脉搏波信息,例如光电容积脉搏波,本实施例对脉搏波信息的具体形式不作限定。当采集的脉搏波信息是阻抗脉搏波波形时,获取模块101获取的生理参数还可以包括生物电阻抗信息,可以从生物电阻抗信息中滤波得到阻抗脉搏波波形。
93.采集的生物电阻抗信息可以包括以下任意一种或多种电阻抗:两手之间的电阻抗,两脚之间的电阻抗,任一手与任一脚之间的电阻抗。还可以包括基于上述阻抗进一步计算得到的其他阻抗,例如:左上肢电阻抗,右上肢电阻抗,躯干电阻抗,左下肢电阻抗,右上肢电阻抗。
94.生物电阻抗的频率点可以包括以下任意一种或多种值:5khz,10khz,25khz,50khz,100khz,250khz,500khz,1mhz。
95.采集的心冲击信息具体可以是指心冲击波形,本实施例对心冲击信息的具体形式不作限定。
96.上述脉搏波信息、心冲击信息、生物电阻抗信息、体重和/或身高可以基于同一电子设备进行采集,也可以分别基于不同的电子设备进行采集,本实施例对此不作限定。
97.采集到用户当前时刻的生理参数后,可以对生理参数进行存储。
98.可选的,还可以对采集得到的阻抗脉搏波波形和/或心冲击波形进行处理,得到相应的变换波形。具体的,可以是对阻抗脉搏波波形进行处理,得到阻抗脉搏波波形的变换波形;对心冲击波形进行处理,得到心冲击波形的变换波形。可选的,上述变换波形可以包括微分变换波形,例如阻抗脉搏波对应的阻抗微分图波形、心冲击波形对应的微分图波形等。进而,可以将阻抗脉搏波波形的变换波形作为脉搏波信息进行存储,将心冲击波形的变换波形作为心冲击信息进行存储。
99.在此基础上,对健康状态进行评估所使用的脉搏波信息和心冲击信息可以有如下几种组合:第一,阻抗脉搏波波形和心冲击波形;第二,阻抗脉搏波波形对应的变换波形和
心冲击波形;第三,阻抗脉搏波波形和心冲击波形对应的变换波形;第四,阻抗脉搏波波形对应的变换波形和心冲击波形对应的变换波形。本实施例对所使用的具体组合不作限定。
100.此外,上述年龄和/或性别的参数可以由用户预先输入,并进行存储。
101.当需要对血液循环系统的健康状态进行评估时,可以获取已存储的生理参数,并进行后续处理。
102.下面将对确定模块102的实现原理进行介绍。
103.为了可以使用健康评估模型进行处理,可以对获取的生理参数进行整合,得到健康评估模型的模型输入,该模型输入可以采用矩阵的形式。
104.在第一种具体的整合方式中,可以是按照预先设置的排布方式,将所需的各个具体的生理参数值作为矩阵的元素,形成一个矩阵,作为健康评估模型的模型输入。
105.在第二种具体的整合方式中,可以是将每个维度的生理参数作为一个矩阵,形成多通道的模型输入。例如,可以将心冲击信息作为一个维度,脉搏波信息作为一个维度,形成具有两个维度的两通道模型输入。又例如,可以将心冲击信息作为一个维度,将脉搏波信息作为一个维度,将每个频率点的生物电阻抗信息作为多个维度,形成具有多个维度的多通道模型输入。
106.当然,还可以采用其他具体的整合方式形成模型输入,本实施例对此不作限定。
107.可选的,模型输入可以包括时间参数,该时间参数携带有用户的脉搏波传导时间信息,可以用于衡量血液循环系统的健康状况。示例性的,模型输入可以包括上述时间参数、生物电阻抗信息、体重、身高、年龄、性别,或者包括上述时间参数、脉搏波信息、心冲击信息、生物电阻抗信息,本实施例对除时间参数之外的信息是否输入模型不作限定。
108.相对应的,上述确定模型输入的处理可以如下:
109.基于脉搏波信息和心冲击信息,确定时间参数;
110.将时间参数作为健康评估模型的模型输入。
111.其中,心冲击信号是由于心脏搏动引起的震动信号,脉搏波信号是血液在心脏的作用下,流经血管到达外周的过程中形成的,因此心冲击信号和脉搏波信号与心脏与血管的情况密切相关,基于脉搏波信息和心冲击信息所确定的时间参数能够表征心脏泵血能力、血液输送的速度、流量等信息,即血液循环系统的健康状况,因此将时间参数作为健康评估模型的模型输入,能够提升血液循环系统的健康评估结果的准确性。
112.在一种可能的实施方式中,可以从脉搏波信息和心冲击信息中,提取携带有用户的脉搏波传导时间信息的时间参数。进而,可以对时间参数,或者结合其他的生理参数进行整合,得到相应的模型输入。
113.由于脉搏波信息和心冲击信息存在周期性,可以根据脉搏波信息和心冲击信息中的预设特征点在多个周期的时间分布,确定上述时间参数。具体地,可以根据脉搏波信息和心冲击信息中的特征点在至少一组相邻两个周期之间的时间间隔,确定上述时间参数。
114.可选的,上述携带有用户的脉搏波传导时间信息的时间参数可以包括如下三种:第一种,相邻周期中,脉搏波信息中的预设特征点与心冲击信息中的预设特征点之间的时间间隔;第二种,相邻周期中,脉搏波信息自身的预设特征点之间的时间间隔;第三种,相邻周期中,心冲击信息自身的预设特征点之间的时间间隔。在健康评估模型中使用的时间参数可以是上述任意一种或多种。
115.其中,脉搏波信息的特征点可以包括主波、重搏前波或重搏波的波峰等,心冲击信息的特征点可以包括h、i、j或k等波峰,当然还可以是其他的特征点,本实施例对特征点的具体选取不作限定。相邻周期可以是指当前周期的上一周期,也可以是指当前周期的下一周期,本实施例对相邻周期的先后顺序不作限定。
116.对于上述第一种时间参数,由于脉搏波信息和心冲击信息存在周期性,脉搏波信息和心冲击信息至少有一个周期是同时采集的,确定时间参数的处理可以如下:
117.在第一周期中,获取脉搏波信息中第一预设特征点对应的第一时刻;
118.在与第一周期相邻的第二周期中,获取心冲击信息中第二预设特征点对应的第二时刻;
119.基于第一时刻和第二时刻,确定时间参数。
120.其中,脉搏波信息的第一预设特征点可以是上述脉搏波信息的特征点中的任意一个,心冲击信息的第二预设特征点可以是上述心冲击信息的特征点中的任意一个,本实施例对第一预设特征点和第二预设特征点的选取不作限定。
121.在一种可能的实施方式中,可以在相同的时间轴上提取阻抗脉搏波波形的第一预设特征点和相邻周期的心冲击波形的第二预设特征点之间的时间间隔,并将该时间间隔作为输入模型的时间参数。
122.或者,可以在相同的时间轴上提取阻抗脉搏波对应的阻抗微分图波形的第一预设特征点和相邻周期的心冲击波形的第二预设特征点之间的时间间隔,并将该时间间隔作为输入模型的时间参数。
123.对于其余脉搏波信息和心冲击信息的组合,具体的实施方式与上述同理,本实施例中不再一一列举。
124.对于上述第二种时间参数,确定时间参数的处理可以如下:
125.在第三周期中,获取脉搏波信息中第三预设特征点对应的第三时刻;
126.在与第三周期相邻的第四周期中,获取脉搏波信息中第四预设特征点对应的第四时刻;
127.基于第三时刻和第四时刻,确定时间参数。
128.其中,脉搏波信息的第三预设特征点或第四预设特征点可以是上述脉搏波信息的特征点中的任意一个,第三预设特征点和第四预设特征点可以相同,也可以不同,本实施例对第三预设特征点和第四预设特征点的选取不作限定。
129.在一种可能的实施方式中,可以在相同的时间轴上提取阻抗脉搏波波形的第三预设特征点和相邻周期的第四预设特征点之间的时间间隔,并将该时间间隔作为输入模型的时间参数。
130.或者,可以在相同的时间轴上提取阻抗脉搏波对应的阻抗微分图波形的第三预设特征点和相邻周期的第四预设特征点之间的时间间隔,并将该时间间隔作为输入模型的时间参数。
131.对于上述第三种时间参数,确定时间参数的处理可以如下:
132.在第五周期中,获取心冲击信息中第五预设特征点对应的第五时刻;
133.在与第五周期相邻的第六周期中,获取心冲击信息中第六预设特征点对应的第六时刻;
134.基于第五时刻和第六时刻,确定时间参数。
135.其中,心冲击信息的第五预设特征点或第六预设特征点可以是上述心冲击信息的特征点中的任意一个,第五预设特征点可以和第六预设特征点可以相同,也可以不同,本实施例对第五预设特征点和第六预设特征点的选取不作限定。
136.在一种可能的实施方式中,可以在相同的时间轴上提取心冲击波形的第五预设特征点和相邻周期的第六预设特征点之间的时间间隔,并将该时间间隔作为输入模型的时间参数。
137.或者,可以在相同的时间轴上提取心冲击波形对应的变换波形的第五预设特征点和相邻周期的第六预设特征点之间的时间间隔,并将该时间间隔作为输入模型的时间参数。
138.其中,上述各实施方式中的脉搏波信息可以是用户任意两个身体部位之间的脉搏波信息,相应地,上述时间参数包括至少两个部位之间的脉搏波信息的时间参数,该时间参数能够表征血液从心脏到身体不同部位的循环情况的差异,相较于从用户身体单个部位的脉搏波信号中得到的脉搏波传导速度(pwv)信息,能够进一步提升血液循环系统的健康评估结果的准确性。
139.可选的,上文介绍的可以是当前时刻的生理参数(即当前生理参数),电子设备中还可以存储有该用户历史时刻的生理参数(即历史生理参数),在此基础上,健康评估所使用的生理参数可以包括当前生理参数和至少一个历史生理参数。历史生理参数的获取方式与上文同理。
140.相对应的,确定模型输入的处理可以如下:
141.根据时间顺序,将当前生理参数和至少一个历史生理参数构成生理参数序列;
142.基于生理参数序列,确定健康评估模型的模型输入。
143.具体处理与上文的介绍相类似,特别之处在于,当前生理参数和至少一个历史生理参数之间的排布存在时间的先后顺序。可选的,当用户的生理参数数据充足时,生理参数序列可以按照每天、每周或每月的时间间隔组成,本实施例对此不作限定。
144.在此基础上,模型输入可以携带有不同时刻的生理参数的变化趋势信息,因此,可以提高健康评估的准确率。
145.下面将对评估模块103的实现原理进行介绍。
146.在一种可能的实施方式中,可以将上文得到的模型输入,输入健康评估模型进行运算,输出得到对血液循环系统的健康评估结果。健康评估结果可以用于指示发生血液循环系统疾病的可能性。并且,还可以对健康评估结果进行显示,以便用户获知该健康评估结果,本实施例对具体的显示方式不作限定。
147.可选的,上述血液循环系统疾病具体可以是指高血压、高血脂和/或动脉硬化,也即是健康评估结果可以用于指示发生高血压、高血脂和/或动脉硬化的可能性。由于上述生理参数与高血压、高血脂和动脉硬化的关联性较强,因此可以具体应用于对这三类疾病的预测,提高对高血压、高血脂和动脉硬化的预测准确度。
148.在使用健康评估模型之前,可以对其进行训练。下面将参照图2所示的健康评估模型的训练方法流程图,对训练方法进行介绍。
149.步骤201,获取训练样本。
150.其中,训练样本可以至少包括血液循环系统的患者的上述生理参数。可选的,当进行有监督学习时,训练样本还可以包括血液循环系统的患者的疾病类型,并将疾病类型作为训练标签。
151.在一种可能的实施方式中,可以采集血液循环系统的患者的上述生理参数,具体处理与上述获取模块101中的处理同理,此处不再赘述。可选的,为了保证健康评估的准确性,可以基于相同或相类似的电子设备进行采集,保证数据的统一性。
152.步骤202,基于训练样本,对初始的健康评估模型进行训练。
153.在一种可能的实施方式中,可以对初始的健康评估模型进行设置。健康评估模型的结构、模型参数可以采用现有的分类模型的结构、模型参数,例如,可以是决策树模型、循环神经网络等,本实施例对具体的健康评估模型不作限定。
154.还可以对健康评估模型输出的健康评估结果进行设置。例如,当健康评估模型应用于对一种疾病进行预测时,可以输出对该疾病进行预测的概率,概率越高,发生该疾病的可能性越高,或者,还可以是输出对该疾病进行二分类的结果,二分类的结果可以用于指示可能发生该疾病或未发生该疾病。又例如,当健康评估模型应用于对多种疾病进行预测时,可以输出对每个疾病进行预测的概率,或者,还可以是输出概率最大的一种疾病,又或者,还可以是输出概率大于设定阈值的疾病(若不存在概率大于设定阈值的疾病,则可以输出用于指示健康的健康评估结果)。本实施例对健康评估结果的具体形式不作限定。
155.在将训练样本输入健康评估模型之前,可以采用与上述确定模块102中同理的方法,确定每个模型输入,进而通过初始的健康评估模型进行运算,预测每个训练样本对应的健康评估结果。
156.当健康评估模型未训练好时,预测的健康评估结果可能与实际的健康状态差别较大。进而,可以通过损失函数计算预测的健康评估结果与对应的训练标签之间的损失值,或者,计算当前的目标函数值与预设的目标函数值之间的损失值,通过损失值确定调整参数,然后根据调整参数对健康评估模型的模型参数进行调整,使得预测的健康评估结果越来越接近实际的健康状态。
157.步骤203,当达到训练结束条件时,获取训练后的健康评估模型。
158.其中,训练结束条件可以是训练次数达到第一阈值,和/或模型正确率达到第二阈值,和/或损失函数低于第三阈值。上述第一阈值、第二阈值和第三阈值可以根据经验设置。本实施例对具体的训练结束条件不作限定。
159.当达到训练结束条件时,可以获取当前的健康评估模型,作为训练后的健康评估模型进行存储,并在上述健康评估装置中进行使用。
160.本实施例可以获得如下有益效果:
161.(1)采用脉搏波信息和心冲击信息进行血液循环系统的健康评估,在疾病发生前可以进行预测,实现“未病”的提前发现,达到健康保持和促进的效果。
162.(2)采用健康评估模型可以充分学习脉搏波信息、心冲击信息与疾病之间的关联,可以提高健康评估的准确性。
163.(3)脉搏波信息和心冲击信息的采集方式简单,可以适用于家庭等非医疗场景,无需采用更复杂的医疗手段(如采血),可以提高健康评估的便捷性。
164.本技术实施例提供了一种血液循环系统的健康评估装置的控制方法,该方法可以
用于实现上述血液循环系统的健康评估装置的控制,具体的实施方式在上文中已经介绍,本实施例中不再赘述。本技术实施例提供的方法可以由终端、服务器和/或其他具备处理能力的电子设备中的任一设备完成,也可以由多个设备共同完成,例如,可以基于终端采集用户的生理参数,并上传至服务器,基于服务器对血液循环系统的健康状态进行评估,而后将健康评估结果返回终端,本技术对此不作限定。
165.如图3所示的血液循环系统的疾病预测装置健康评估装置的控制方法流程图,该方法包括如下步骤301-303:
166.步骤301,控制获取模块获取用户的生理参数,所述生理参数包括脉搏波信息和心冲击信息;
167.步骤302,控制确定模块基于生理参数,确定健康评估模型的模型输入;
168.步骤303,控制评估模块通过训练后的健康评估模型,对模型输入进行处理,得到用户的健康评估结果。
169.可选的,所述模型输入包括时间参数,所述时间参数携带有所述用户的脉搏波传导时间信息;
170.所述基于所述生理参数,确定健康评估模型的模型输入,包括:
171.基于所述脉搏波信息和所述心冲击信息,确定所述时间参数;
172.将所述时间参数作为所述健康评估模型的模型输入。
173.可选的,所述脉搏波信息和所述心冲击信息存在周期性;
174.所述基于所述脉搏波信息和所述心冲击信息,确定所述时间参数,包括:
175.在第一周期中,获取所述脉搏波信息中第一预设特征点对应的第一时刻;
176.在与所述第一周期相邻的第二周期中,获取所述心冲击信息中第二预设特征点对应的第二时刻;
177.基于所述第一时刻和所述第二时刻,确定所述时间参数。
178.可选的,所述脉搏波信息和所述心冲击信息存在周期性;
179.所述基于所述脉搏波信息和所述心冲击信息,确定所述时间参数,包括:
180.在第三周期中,获取所述脉搏波信息中第三预设特征点对应的第三时刻;在与所述第三周期相邻的第四周期中,获取所述脉搏波信息中第四预设特征点对应的第四时刻;基于所述第三时刻和所述第四时刻,确定所述时间参数;和/或
181.在第五周期中,获取所述心冲击信息中第五预设特征点对应的第五时刻;在与所述第五周期相邻的第六周期中,获取所述心冲击信息中第六预设特征点对应的第六时刻;基于所述第五时刻和所述第六时刻,确定所述时间参数。
182.可选的,所述脉搏波信息是指所述用户两脚之间的脉搏波信息,或者,所述用户两手之间的脉搏波信息,或者,所述用户任一手与任一脚之间的脉搏波信息。
183.可选的,所述脉搏波信息包括阻抗脉搏波波形或所述阻抗脉搏波波形的变换波形,所述心冲击信息包括心冲击波形或所述心冲击波形的变换波形。
184.可选的,所述变换波形包括微分变换波形。
185.可选的,所述生理参数包括当前生理参数和至少一个历史生理参数;
186.所述基于所述生理参数,确定健康评估模型的模型输入,包括:
187.根据时间顺序,将所述当前生理参数和所述至少一个历史生理参数构成生理参数
序列;
188.基于所述生理参数序列,确定所述健康评估模型的模型输入。
189.可选的,所述健康评估结果用于指示发生血液循环系统疾病的可能性。
190.可选的,所述生理参数还包括生物电阻抗信息。
191.可选的,所述生理参数还包括以下一种或多种:体重、身高、年龄、性别。
192.本实施例中,采用脉搏波信息和心冲击信息进行血液循环系统的健康评估,在疾病发生前可以进行预测,实现“未病”的提前发现,达到健康保持和促进的效果。采用健康评估模型可以充分学习脉搏波信息、心冲击信息与疾病之间的关联,可以提高健康评估的准确性。并且,脉搏波信息和心冲击信息的采集方式简单,可以适用于家庭等非医疗场景,无需采用更复杂的医疗手段(如采血),可以提高健康评估的便捷性。
193.本技术示例性实施例还提供一种电子设备,包括:上述血液循环系统的健康评估装置;至少一个处理器;以及与至少一个处理器通信连接的存储器。存储器存储有能够被至少一个处理器执行的计算机程序,计算机程序在被至少一个处理器执行时用于使电子设备执行根据本技术实施例的方法。
194.可选的,所述电子设备还包括:
195.重量测量单元,用于采集用户的重量信息;
196.生物电阻抗检测单元,用于采集用户的生物电阻抗信息;
197.脉搏波提取单元,用于基于所述生物电阻抗信息,提取脉搏波信息;
198.心冲击提取单元,用于基于所述重量信息,提取心冲击信息。
199.可选的,所述电子设备还包括与所述生物电阻抗检测单元电连接的第一电极和/或第二电极,所述第一电极用于与用户的脚掌接触,所述第二电极用于与用户的手掌接触。
200.本实施例中,该电子设备可以采集上述血液循环系统的健康评估装置所需的数据,并且可以实现对上述血液循环系统的健康评估装置的控制。在此基础上,采用脉搏波信息和心冲击信息进行血液循环系统的健康评估,在疾病发生前可以进行预测,实现“未病”的提前发现,达到健康保持和促进的效果。采用健康评估模型可以充分学习脉搏波信息、心冲击信息与疾病之间的关联,可以提高健康评估的准确性。并且,脉搏波信息和心冲击信息的采集方式简单,可以适用于家庭等非医疗场景,无需采用更复杂的医疗手段(如采血),可以提高健康评估的便捷性。
201.本技术实施例提供了一种具体的电子设备,该电子设备可以应用于本技术提供的血液循环系统的健康评估过程中。示例性的,该电子设备可以是人体成分分析仪或者体脂秤等。如图4所示的电子设备的示意性框图,电子设备400包括:本体420,手柄410,以及电性连接本体420和手柄410的线缆430。
202.本体420上有称重传感器421,以及4个生物阻抗检测电极,对应于上述第一电极,如电极422,而手柄上也包括4个生物阻抗检测电极,对应于上述第二电极,如电极411。本体420内部安装有电路模组,作为测量单元和控制单元,其中测量单元又分别可以电性连接称重传感器421和生物阻抗检测电极,从而组成相应的重量测量单元和生物阻抗检测单元。
203.测量单元可采用集成的模拟前端芯片加上必要的外围电路来实现;控制单元通常由微控制器来实现,特别是具有ble(bluetooh low energy,蓝牙低耗能)功能的mcu(microcontroller unit,微控制单元)更加适合该场景;控制单元电性连接测量单元从而
实现两者的通讯。控制单元控制测量单元工作,具体是控制重量测量单元实现重量和心冲击信息的采集;控制人体阻抗测量单元实现生物电阻抗信息的采集和脉搏波信息的采集。典型的做法是,先测量体重,然后测量人体的生物电阻抗信息,进而同步采集心冲击信息和脉搏波信息。电子设备400可实现人体多个频段多个节段的生物电阻抗测量,例如3频5节段共15个阻抗值,其中3频可以是指5khz、50khz、250khz。
204.因此电子设备400可以通过称重传感器测量人体体重,同时利用8个生物阻抗测量电极,用于实现全身阻抗测量。而健康评估模型所需要的其他参数,如身高、性别、年龄可以作为预设参数,由人工输入。
205.参照图5所示的生物电阻抗示意图,本体上4个检测电极,如电极422等是分别和人体两脚掌接触(一个脚掌2个电极),对应图2中为e3、v3、e4、v4这4个电极;手柄上4个检测电极,如电极411等是对应人体手掌位置。如图5所示可以将人体等价建模为5个阻抗,包括左上肢阻抗z1、右上肢阻抗z2、躯干阻抗z5、左下肢阻抗z3、右下肢阻抗z4等。
206.进一步,在生物电阻抗测量中,人体的阻抗是和激励电流的频率相关的,如5khz的激励频率下人体阻抗显著高于50khz的激励频率下的阻抗,这是因为人体是一个复杂的阻容网络,因此等效阻抗会随着激励频率的升高而下降。通过多频率测量,可以得到人体阻抗谱。在一个较为折中的方案中,我们可以选择10khz、50khz、250khz三个频率,从而得到15个人体阻抗:z110(代表10khz频率下z1位置阻抗,依此类推)、z150、z1250、z210、z250、z2250、z310、z350、z3250、z410、z450、z4250、z510、z550、z5250。
207.在一个较为简化,从而实现成本和使用便利性更高的方案中,图4所示装置中的手柄可以被省略,同时电流激励的频率可以简化为2个频率,例如50khz和250khz。
208.在一个更为准确,从而实现更复杂成本更高的方案中,图4所示装置的结构被升级为大型,加入手柄支撑结构、大显示屏、性能更好的检测电极(如镀银以提高测量准确性),从而测量更为精准的装置,同时电流激励的频率可以增加至5个频率甚至更多,例如10k、50khz、100k、250khz、500khz等;还可以在设备顶部加入超声波探头,从而实现身高的自动测量。
209.此外,本体420还可以设置有通信单元,可以将采集的生理参数传输至另一电子设备(如移动终端),通过另一电子设备进行疾病预测。本体420内部的控制单元在具备所需的处理能力时,也可以用于实现上述血液循环系统的健康评估。
210.本实施例中,采用脉搏波信息和心冲击信息进行血液循环系统的健康评估,在疾病发生前可以进行预测,实现“未病”的提前发现,达到健康保持和促进的效果。采用健康评估模型可以充分学习脉搏波信息、心冲击信息与疾病之间的关联,可以提高健康评估的准确性。并且,脉搏波信息和心冲击信息的采集方式简单,可以适用于家庭等非医疗场景,无需采用更复杂的医疗手段(如采血),可以提高健康评估的便捷性。
211.本技术示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的非瞬时计算机可读存储介质,其中,计算机程序在被计算机的处理器执行时用于使计算机执行根据本技术实施例的方法。
212.本技术示例性实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,其中,计算机程序在被计算机的处理器执行时用于使计算机执行根据本技术实施例的方法。
213.参考图6,现将描述可以作为本技术的服务器或客户端的电子设备600的结构框
图,其是可以应用于本技术的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备,诸如,数据中心服务器、笔记本电脑、瘦客户机、膝上型计算机、台式计算机、工作站、个人数字助理、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置,诸如,个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例,并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本技术的实现。
214.如图6所示,电子设备600包括计算单元601,其可以根据存储在只读存储器(rom)602中的计算机程序或者从存储单元608加载到随机访问存储器(ram)603中的计算机程序,来执行各种适当的动作和处理。在ram603中,还可存储设备600操作所需的各种程序和数据。计算单元601、rom 602以及ram 603通过总线604彼此相连。输入/输出(i/o)接口605也连接至总线604。
215.电子设备600中的多个部件连接至i/o接口605,包括:输入单元606、输出单元607、存储单元608以及通信单元609。输入单元606可以是能向电子设备600输入信息的任何类型的设备,输入单元606可以接收输入的数字或字符信息,以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入。输出单元607可以是能呈现信息的任何类型的设备,并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元608可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元609允许电子设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据,并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组,例如蓝牙设备、wifi设备、wimax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。
216.计算单元601可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元601的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元601执行上文所描述的各个方法和处理。例如,在一些实施例中,血液循环系统的健康评估装置的控制方法可被实现为计算机软件程序,其被有形地包含于机器可读介质,例如存储单元608。在一些实施例中,计算机程序的部分或者全部可以经由rom602和/或通信单元609而被载入和/或安装到电子设备600上。在一些实施例中,计算单元601可以通过其他任何适当的方式(例如,借助于固件)而被配置为执行血液循环系统的健康评估装置的控制方法。
217.用于实施本技术的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器,使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行,作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
218.在本技术的上下文中,机器可读介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计
算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
219.如本技术使用的,术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如,磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(pld)),包括,接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
220.为了提供与用户的交互,可以在计算机上实施此处描述的系统和技术,该计算机具有:用于向用户显示信息的显示装置(例如,crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器);以及键盘和指向装置(例如,鼠标或者轨迹球),用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互;例如,提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如,视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈);并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
221.可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如,作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如,应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如,具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机,用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如,通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括:局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
222.计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。
223.以上对本技术所提供的一种血液循环系统的健康评估装置、控制方法、电子设备及存储介质进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

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网址: 血液循环系统的健康评估装置及其控制方法与流程 https://m.trfsz.com/newsview1303336.html