[发明专利]一种基于智能穿戴设备中医肾藏气化功能态势评估算法

说明书

本发明涉及智能穿戴设备技术领域，且公开了一种基于智能穿戴设备中医肾藏气化功能态势评估算法，包括以下步骤：步骤一、通过可穿戴设备中的光电容积脉搏波描记法传感器采集人体原始PPG及加速度传感器信号，将其传输到算法服务器上；步骤二、在算法服务器上设有FIR带通滤波器，过滤干扰；步骤三、采用集合经验模态分解，解决EMD方法中的模态混叠现象，将非平稳非线性信号分解成包含不同时间尺度信息的本征模态函数，本发明通过PPG信号提取脉搏及G‑sensor滤波算法过程，最终建立自动评估肾藏气化功能态势算法模型，利用特征值构建肾藏气化功能的自动化评估算法模型，因此能够长时间对肾藏气化的态势进行评估。

技术领域

本发明涉及智能穿戴设备技术领域，更具体地涉及一种基于智能穿戴设备中医肾藏气化功能态势评估算法。

背景技术

气化是人体生命力的体现，《辞海》中记载：“气化生万物，万物之始皆气化。”气化蕴涵了人体的呼吸、循环、消化、吸收、代谢等生命活动，故有“气的运动变化及其伴随发生的能量转化过程称之为‘气化’”之说，具体到肾，是指同化异化系统合成和分解有机物，产生和排放能量的功能，其中，同化异化系统包括主管有机物合成分解的细胞器、酶和产热散热器官，该功能异常时，或表现为五心烦热、骨蒸潮热、午后颧红，中医称为阳热状态；或表现为四肢厥冷、腰或小腹冷痛，中医称为阴寒状态。而有机物的合成分解首先需要的是氧的参与，那么就涉及到呼吸，显然，在正常人群中，呼吸的快慢与否往往与运动量成正比，而运动量又往往与人体的脉搏心跳成正比。

当下虽有PPG、ECG及加速度传感器等同时应用于可穿戴设备上，但对于肾藏气化功能相关数据特征的提取，并将其与中医肾藏气化功能态势建立自动化评估模型并未有先例，目前关于肾藏的气化功能评估需要有相关中医专业背景的人通过把脉等方式来进行评估，且很难做到通过长时间(如24小时)的数据来进行对肾藏气化的态势进行评估。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施条例提供一种基于智能穿戴设备中医肾藏气化功能态势评估算法，本发明所要解决的技术问题是：现在没有中医肾藏气化功能态势建立自动化评估模型对患者进行长时间的评估。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于智能穿戴设备中医肾藏气化功能态势评估算法，包括以下步骤：

步骤一、通过可穿戴设备中的光电容积脉搏波描记法传感器采集人体原始PPG及加速度传感器信号，将其传输到算法服务器上；

步骤二、在算法服务器上设有FIR带通滤波器，过滤干扰；

步骤三、采用集合经验模态分解，解决EMD方法中的模态混叠现象，将非平稳非线性信号分解成包含不同时间尺度信息的本征模态函数；

步骤四、绘制本征模态函数及其频域图，根据脉搏信号的特性与频谱，从中选取0.6Hz-5Hz之间频率的本征模态函数，重构脉搏波信号；

步骤五、采用限幅消抖滤波法处理加速度传感器信号，并用以后续的模型建立及PPG信号去除运动噪声的干扰；

步骤六、将步骤四重构出来的脉搏波和步骤五合成的加速度波同时绘制信号的时谱图，通过时域的峰值检测算法检测脉搏波信号，检测到一个波峰时，判断加速度时域的值；

步骤七、记录峰值点的索引，通过采样频率可算出每一个峰值点之间的时间间隔，可以得到脉搏；

步骤八、采集24小时的PPG和加速度传感器信号数据，提取特征值；

步骤九、根据反应肾藏气化功能态势的调查问卷，选取500例阳性，500例阴性，专家对相应实验对象进行分析并进行最终的肾藏气化功能态势的评估打分；

步骤十、根据收集的数据集，与专家打分结果分别对应，构建并训练XGBoost算法模型；

步骤十一、导出模型，应用到工程上自动评估肺藏司呼吸功能态势。