[发明专利]一种排尿预测方法及装置

权利要求书

1.一种排尿预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采集排尿预测所需的数据，包括：试验者和患者与排尿相关的身体参数，以及试验者的日排尿次数，患者各时段的膀胱阻抗值；

S2.对采集得到的数据进行分类，分别得到用于预测患者一天的排尿次数的数据集以及用于预测患者排尿时间的数据集；

S3.基于用于预测患者一天的排尿次数的数据集，通过试验者与患者的身体参数之间的相邻关系，按照相邻关系排列试验者的排尿次数，求取试验者的排尿次数的平均值即为患者的预测排尿次数；

S4.基于用于预测患者排尿时间的数据集，任意选取某个时刻及其对应的膀胱阻抗值作为标记点，其余时刻及其对应的膀胱阻抗值作为数据点，计算得到若干个数据点与标记点的相邻关系，按照相邻关系排列患者的膀胱阻抗值及其对应时刻，分别求取患者的膀胱阻抗值及其对应时刻的平均值作为预测点；重复选取不同时刻的标记点求取预测点得到阻抗预测曲线，对所述阻抗预测曲线进行反函数变换得到患者的预测排尿时间；

S5.将步骤S3和S4得到的患者的预测排尿次数及预测排尿时间构成预测集合，利用所述预测集合对患者的排尿次数和排尿时间进行预测，输出预测结果；

步骤S1所述与排尿相关的身体参数包括试验者和患者的年龄以及BMI指数；

所述步骤S2具体包括：

定义试验者或患者的年龄以及BMI指数数据为影响值；

将试验者的影响值、试验者的排尿次数、患者的膀胱阻抗值和膀胱阻抗值采集时间作为数据集合{A S I T}；

将其中的矩阵{A S}作为用于预测患者一天的排尿次数的数据集，将矩阵{I T}作为用于预测患者排尿时间的数据集；

其中影响值矩阵为A＝[age BMI...]

排尿次数矩阵为：S＝[排尿次数s]

时间段膀胱阻抗值矩阵为：I＝[i_t1 i_t2 i_t3...i_tn]，i_tn表示第t_n个时间段

其中第t_n个时间段中m个时刻的膀胱阻抗值矩阵为：

i_tnm表示第t_n个时间段中的第m个时刻

时间段矩阵为：T＝[t₁ t₂ t₃...t_n]

其中第t_n个时间段m个时刻的时刻矩阵为：

上述矩阵中的第t_n个时间段为患者需进行排尿的时间段；

所述步骤S3具体包括：

记录l名试验者的影响值及排尿次数，将所述矩阵{A S}分别扩展为：

设定患者的年龄为age_pre，BMI指数为BMI_pre；

从矩阵A中选取与患者参数r_pre＝(age_pre,BMI_pre)相邻的k_s个点r_j＝(age_j,BMI_j)，采用欧拉距离公式计算点r_pre到相邻的k_s个点r_j的距离：

其中r_pre＝(age_pre,BMI_pre)，r_j＝(age_j,BMI_j)；

将计算得到的距离值由小到大进行排列，得到k_s个距离值构成的分类标志矩阵d_s

基于所述分类标志，将所代表的试验者排尿次数进行排列，得到排尿次数矩阵S_ks

对排尿次数矩阵S_ks求取算术平均值或加权平均值，得到患者的预测排尿次数；

其中对排尿次数矩阵S_ks求取算术平均值时得到的患者的预测排尿次数为：

对排尿次数矩阵S_ks求取加权平均值时得到的患者的预测排尿次数为：

其中加权值d_j为第j个距离值，c为预设常数值；

所述步骤S4具体包括：

在第一个时间段，将膀胱阻抗值归一化，根据第t_n个时间段中m个时刻的膀胱阻抗值矩阵i_tn，第一个时间段中m个时刻的膀胱阻抗值矩阵为：

根据第t_n个时间段m个时刻的时刻矩阵t_n，第一个时间段m个时刻的时刻矩阵为：

在上述的矩阵i_t1和矩阵t₁中按照对应关系任意选取一个标记点z_m＝(i_t1m,t_1m)，在标记点z_m选取相邻的k_t个数据点z_j＝(i_kj,t_kj)作为样本点；

利用距离公式计算标记点z_m到k_t个样本点之间的距离d_sj；

将求得的距离值d_sj从小到大进行排列，得到k_t个距离值构成分类标志d_t

基于分类标志d_t将其所代表的膀胱阻抗值进行排列，得到k_t个膀胱阻抗值的矩阵i_kt1为：

k_t个膀胱阻抗值对应的时刻矩阵t_kt1为：

根据矩阵i_kt1，求取k_t个膀胱阻抗值的算术 平均值或加权平均值作为预测膀胱阻抗值i′_t11；

其中求取k_t个膀胱阻抗值的算术 平均值时得到的预测膀胱阻抗值i′_t11为：

求取k_t个膀胱阻抗值的加权平均值时得到的预测膀胱阻抗值i′_t11为：

其中加权值d_j为第j个距离值，c为预设的常数值；

由矩阵t_kt1求取k_t个时刻的平均值作为预测时间t′₁₁

由以上步骤得到预测的第一个数据点w_t11＝(i′_t11,t′₁₁)

在上述的矩阵i_t1和矩阵t₁中按照对应关系任意选取第二个标记点z_m′＝(i_t1m′,t_1m′)，计算得到预测的第二个数据点w_t12＝(i′_t12,t′₁₂)

重新计算得到预测的第一个时间段m′个时刻的膀胱阻抗值：

m′个时刻的膀胱阻抗值对应的时刻为：

其中m′≤m；

对预测的膀胱阻抗值i_t1pre和对应时刻t_1pre组成的点进行连线得到第一时间段的预测曲线W_t1，将其与测量所得的膀胱阻抗值i_t1进行对比，即将预测曲线W_t1上的膀胱阻抗值与i_t1中的膀胱阻抗值采用均方误差进行对比，得到的误差为：

若得到的误差在预设的误差范围内，则代表预测曲线W_t1拟合准确；否则重新选取k_t的值进行计算，直至误差在预设的误差范围内停止计算；

对第二个时间段中矩阵i_t2和t₂采取上述步骤，得到第二时间段的预测曲线W_t2；依次类推得到各个时间段的预测曲线W：

W＝[W_t1 W_t2...W_tn]

对预测曲线W进行非线性拟合，得到阻抗预测曲线W(i,t)，将其进行反函数变换得到：

W_pre＝W(t,i)

基于进行反函数变换得到的W_pre，取第t_n个时间段中时刻t_nm的膀胱阻抗值i_tnm，得到患者的预测排尿时间：

t_pai＝θ·W_pre(t,i_tnm)

其中θ为影响系数，其大小由影响值决定。