[发明专利]动脉血管年龄估算模型构建方法和装置

说明书

本发明实施例提供了一种动脉血管年龄估算模型构建方法和装置，涉及心血管疾病监测技术领域，该方法包括：采集样本用户的参考动脉血管年龄、生理信号及个体化信息；对于每个样本用户，按照性别分别执行加权特征获取操作：根据生理信号与个体化信息进行特征的提取；对各个特征进行归一化处理得到归一化特征；根据各个特征与参考动脉血管年龄的相关性系数分别计算各个特征的权重系数；根据归一化特征和权重系数计算各个特征的加权特征；以每个样本用户的加权特征和参考动脉血管年龄作为样本数据训练神经网络，得到动脉血管年龄估算模型。本发明实施例估算准确且适用于家庭医疗，可以为家庭健康提供更有用的生理参数。

技术领域

本发明涉及心血管疾病监测技术领域，尤其是涉及一种动脉血管年龄估算模型构建方法和装置。

背景技术

心血管疾病(CVD)具有高发病率、高致残率等特点，从1990年起持续成为我国居民首位死亡原因。因此，实现对无症状CVD高危人群的筛查并进行一级预防具有重要的临床意义。动脉硬化和动脉血管腔弹性的改变在CVD的发生发展中起到重要作用，是心血管疾病发生的前提。因此，对于血管硬化及弹性改变的监测对心血管事件的发生更具有预见性。对于动脉血管弹性与年龄的判断标准主要包括以下三种：弗雷明汉分数、脉搏波速度以及颈动脉内-中膜厚度。

弗雷明汉分数能够很好地反映动脉老化级别情况，给出十年内心脑血管疾病的发病风险。但是该方法并没有给出相应的血管年龄，而血管年龄相比发病风险更加直观，造成的心理感觉更能够督促患者采取更合理的生活方式；此外上述技术的实施只能在医院进行，许多患者在不发病的情况很少会去医院进行检查，因而大大降低了对心血管疾病的预防效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种动脉血管年龄估算模型构建方法和装置，可以通过便携式或穿戴式设备实现血管年龄的估算，估算准确且适用于家庭医疗，提高了对心血管疾病的预防效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种动脉血管年龄估算模型构建方法，包括：采集样本用户的参考动脉血管年龄，生理信号以及个体化信息；生理信号包括同步的PPG信号和ECG信号；个体化信息包括性别和臂展；对于每个样本用户，按照性别分别执行加权特征获取操作：根据生理信号与个体化信息进行特征的提取；上述特征包括：脉搏波传导速度、归一化重博波与主波的时间延迟、归一化脉搏波上升支时间以及BMI指数；对各个特征进行归一化处理得到归一化特征；根据各个特征与参考动脉血管年龄的相关性系数分别计算各个特征的权重系数；根据归一化特征和权重系数计算各个特征的加权特征；以每个样本用户的加权特征和参考动脉血管年龄作为样本数据训练神经网络，得到动脉血管年龄估算模型。

进一步地，采集多个相同性别用户的生理信号的步骤，包括：测量多个相同性别用户的上臂血压、PPG信号和ECG信号；上臂血压、PPG信号和ECG信号的测量顺序为：第一次上臂血压测量、PPG信号与ECG信号同步测量、第二次上臂血压测量；当两次上臂血压测量的测量值的差值不大于预设偏差阈值时，确定PPG信号和ECG信号为用户的身体信息。

进一步地，根据生理信号与个体化信息进行特征的提取的步骤，包括：对ECG信号进行R波峰值点检测，对PPG信号进行脉搏波起点A、主波B、潮波C、切迹D以及重博波E检测；将脉搏传导距离除以脉搏波起点A与R波峰值点的平均时间延迟得到脉搏波传导速度；将重博波E与主波B的平均时间延迟除以平均心跳周期得到归一化重博波与主波的时间延迟；将主波B与起点脉搏波A的平均时间延迟除以平均心跳周期得到归一化脉搏波上升支时间。

进一步地，根据各个特征与参考动脉血管年龄的相关性系数分别计算各个特征的权重系数的步骤，包括：通过相关系数分析分别求解特征与参考动脉血管年龄的相关性系数L_i；按照以下公式分别计算各个特征的权重系数c_i：

其中，n为特征的数量。