[发明专利]一种基于非接触的远程心脏猝死预警方法有效
申请号: | 202010926703.2 | 申请日: | 2020-09-07 |
公开(公告)号: | CN112494026B | 公开(公告)日: | 2023-08-29 |
发明(设计)人: | 凌志辉 | 申请(专利权)人: | 南京云思创智信息科技有限公司 |
主分类号: | A61B5/024 | 分类号: | A61B5/024 |
代理公司: | 深圳紫晴专利代理事务所(普通合伙) 44646 | 代理人: | 张世静 |
地址: | 210000 江苏省南京*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 接触 远程 心脏 猝死 预警 方法 | ||
1.一种基于非接触的远程心脏猝死预警方法,其特征在于,方法步骤如下:
S1.测试者图像采集;
S2.基于S1采集到的图像信息,提取RGB通道数据;
S3.基于S2得到的RGB通道数据,依次进行独立成分分析和一维滤波处理,再进行快速离散傅立叶变换得到心率信息;
S4.基于S3得到的心率信息,换算得到5分钟HRV信息并计算得到5分钟SDNN信息;
S5.基于S4得到的5分钟SDNN信息,构建SDNN数据的聚类分析系统;
S6.基于S5构建的聚类分析系统中分类器的最小值和最大值,得到HRV心脏猝死概率以及预警标示;
所述步骤S2中,将检测人脸区域作为ROI,读取彩色视频中每一帧感兴趣区域内的图像,对图像中的彩色信号实施三基色分离以得到R、G、B三个通道的颜色分量;将得到的R、G、B三个通道的颜色分量保存至一个三维数字矩阵,将每帧R、G、B三个颜色通道所对应的各自二维矩阵取空间平均,作为该帧视频图像所处时刻的PPG信号样本值,以提取三组分别包含有心脏跳动信号和时间域上的离散时间信号的初始信号序列,分别记为x10(t),x20(t)和x30(t),其中t指示帧;所述步骤S3中,利用Fast ICA算法将初始信号序列分解为3个独立源信号并分别与绿色通道原始信号实施简单相关性分析,以找出其中与绿色通道原始信号线性相关程度最高的一个潜在独立源信号;所述相关性分析采用的Pearson相关系数和Pearson互相关函数;所述步骤S3中,采用的一维数字滤波器为转置直接II型递归结构的IIR滤波器,通带频率范围为[0.75,4],对三个独立源信号中第二个信号进行滤波处理后得到图形;所述步骤S3中,信号采样时满足香农定理,选取PPG信号进行傅立叶变换后在频域中的波形图的一半来分析得到的心率信号;所述步骤S4中,以每5min心跳期间的标准差SDNN index为心脏猝死的预警指标;
以下为计算每5分钟的SDNN Index:
设R:为计算出来的每分钟心跳数,R为非0的数值;
RR:为每次心跳的时间间隔,单位为ms;
SDNN index计算步骤如下:
a)计算RR:RR=60000/R;
b)计算300秒内的RR平均值
c)计算300秒的HRV标准差
所述步骤S5中,使用的SDNN数据聚类分析模型是由m个聚类器、一个评估器和一个分类器组成;
将收集到的原始SDNN数据复制m份,分别传给每个聚类器;当聚类器接收到数据后,采用K-means算法对数据进行聚类,聚类器根据各自的分簇结果计算簇内距离、簇间距离、DB指数,并将DB指数传给评估器;当评估器收到每个聚类器传来的DB指数后,按照“DB指数最小”原则选取对应的聚类器,得到最优分簇结果;分类器根据预先设置的最小、最大簇内距离阈值对最优分簇结果中的k个簇逐一进行分类;
所述步骤S6中,根据聚类分析系统中分类器的最小值、最大值,得到HRV心脏猝死概率以及预警标示;
以5分钟SDNN为基础,30分钟为猝死概率观察窗口,窗口统计包括6个SDNN值,当minSDNNmax且SDNN非0,视为一次猝死事件;
猝死概率x为猝死事件次数。
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