CN115844339A - 一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统及方法，属于医疗诊断技术领域。包括骨声纹采集模块、骨声纹特征解析模块、评估诊断模块、治疗策略模块和存储及输出模块，骨声纹采集模块的输出端连接骨声纹特征解析模块的输入端，骨声纹特征解析模块的输出端连接评估诊断模块和治疗策略模块的输入端，评估诊断模块和治疗策略模块的输出端连接存储及输出模块的输入端。本发明通过骨声纹干预的方式达到诊断和治疗康复的目的，完全无创，不会产生皮肤疼痛，出血等副作用，能够自适应地调整输出的治疗用声纹，治疗效率更高。

Description

一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统及方法，属于医疗诊断技术领域。

背景技术

声波可以通过骨传导的方式直接传入内耳，经过大脑加工后形成骨声纹听觉感知。由于个体身体骨结构的差异，因此每个人的骨声纹具有很强的特异性。目前康复治疗常见的方式是借助力量按摩、冷热、电磁等物理手段进行被动性治疗，但伴有肌肉疼痛、皮下出血甚至晕厥等副作用。骨声纹干预治疗是一种借助声波能量完全无创的治疗手段，并且能够根据个体骨声纹的特异性提供差异化个性化的康复治疗方案，为精神及神经类疾病的治疗和预防提供了有效的手段。

发明内容

本发明提出了一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统及方法，以解决现有康复治疗中物理手段的被动型治疗带来的肌肉疼痛、皮下出血甚至晕厥等副作用的缺陷。

一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统，基于骨声纹的诊断和治疗的系统包括骨声纹采集模块、骨声纹特征解析模块、评估诊断模块、治疗策略模块和存储及输出模块，骨声纹采集模块的输出端连接骨声纹特征解析模块的输入端，骨声纹特征解析模块的输出端连接评估诊断模块和治疗策略模块的输入端，评估诊断模块和治疗策略模块的输出端连接存储及输出模块的输入端。

进一步的，

骨声纹采集模块，用于采集用户本身的骨声纹数据，并将用户本身的骨声纹数据发送至骨声纹特征解析模块；

骨声纹特征解析模块，用于根据用户本身的骨声纹数据分析用户本身的骨声纹数据特征，并将用户本身的骨声纹数据特征发送至评估诊断模块和治疗策略模块；

评估诊断模块，用于根据用户本身的骨声纹数据特征评估用户病情，提供诊断结果，并将诊断结果传输至存储及输出模块；

治疗策略模块，用于根据用户本身骨声纹数据特征，与预设的标准骨声纹特征参数比对，将用户本身的骨声纹数据调整参数后，作为一种治疗策略输出存储和输出模块；或，根据用户本身的骨声纹数据特征，在预设的声纹数据库中自动匹配具有干预治疗效果的声纹信息，并将具有干预治疗效果的声纹信息发送至存储及输出模块；或根据用户本身的骨声纹数据特征，向存储及输出模块输出通俗的策略建议；

存储及输出模块，用于输出诊断结果，将具有治疗效果的骨声纹数据输出为干预用骨声纹，或根据通俗的策略建议引导用户做出干预用行为，并存储用户本身的骨声纹数据。

进一步的，

在骨声纹采集模块中，采集的用户本身的骨声纹数据包括：语音骨声纹、呼吸骨声纹和心率骨声纹；骨声纹采集的位置包括：额骨、顶骨、枕骨、颞骨和胸骨；

在骨声纹特征解析模块中，用户本身的骨声纹数据特征包括：声纹的频率、共振峰、梅尔倒谱系数特征、能量、响度和持续时间；

在评估诊断模块中，诊断结果的诊断维度包括：情绪愉悦度、认知记忆力和脑唤醒水平；

在治疗策略模块中，具有治疗效果的骨声纹数据包括：语音骨声纹、呼吸骨声纹、心率骨声纹、音乐声纹和自然声纹；

在存储及输出模块中，干预用骨声纹的干预位置包括：额骨、顶骨、枕骨、颞骨和胸骨。

进一步的，骨声纹采集模块与骨声纹特征解析模块采用有线或无线连接，骨声纹特征解析模块与评估诊断模块和治疗策略模块采用有线或无线连接，评估诊断模块和治疗策略模块与存储及输出模块有线或无线连接；

或，骨声纹采集模块与骨声纹特征解析模块采用有线或无线连接，骨声纹特征解析模块、评估诊断模块和治疗策略模块集成在一起，评估诊断模块和治疗策略模块与存储及输出模块有线或无线连接。

一种基于骨声纹的诊断和治疗的方法，基于上述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统，基于骨声纹的诊断和治疗的方法包括以下步骤：

S100、骨声纹采集模块采集用户本身的骨声纹数据，并将用户本身的骨声纹数据传输至骨声纹特征解析模块；

S200、骨声纹特征解析模块根据用户本身的骨声纹数据分析用户本身的骨声纹数据特征，并将用户本身的骨声纹数据特征发送至评估诊断模块和治疗策略模块；

S300、评估诊断模块将的用户本身的骨声纹数据特征与预设的标准骨声纹特征参数进行比对，得出诊断结果，并将诊断结果传输至存储及输出模块；

S400、治疗策略模块根据根据用户本身骨声纹数据特征，向存储及输出模块输出至少三种治疗策略；

S500、存储及输出模块输出诊断结果，将具有治疗效果的骨声纹数据输出为干预用骨声纹，并存储用户本身的骨声纹数据。

进一步的，在S100中，用户根据提供的文本，使用指定的发音方式发音，在发音过程中，采集用户本身的骨声纹数据。

进一步的，在S400中，具体的，至少三种治疗策略包括一种被动治疗策略：根据用户本身的骨声纹数据特征，与预设的标准骨声纹特征参数比对，将用户本身的骨声纹数据调整参数后，形成新的骨声纹信息并发送至存储及输出模块。

进一步的，在S400中，具体的，至少三种治疗策略还包括另一种被动治疗策略：根据用户本身的骨声纹数据特征，在预设的声纹数据库中自动匹配具有干预治疗效果的声纹数据，并将具有干预治疗效果的声纹数据输出至存储及输出模块。

进一步的，在S400中，具体的，至少三种治疗策略还包括一种主动治疗策略：根据用户本身的骨声纹数据特征，给出通俗的策略建议，进而将用户本身的骨声纹数据特征向预设的标准骨声纹特征参数调整，通俗的策略建议包括：提高音量、放慢语速、张大嘴、调整呼吸节奏和调整身体姿态。

进一步的，在S500中，具体的，

当接收到基于用户本身的骨声纹数据调整参数而成的新的骨声纹信息时，根据新的骨声纹信息向用户播放骨声纹；

当接收到具有干预治疗效果的声纹数据时，根据具有干预治疗效果的声纹数据向用户播放骨声纹；

当接收到通俗的策略建议时，通过语音或视频显示的方式向用户播放并引导其做出当前应该做出的干预治疗行为。

本发明的有益效果：本发明提供的一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统及方法，通过骨声纹干预的方式达到诊断和治疗康复的目的，完全无创，不会产生皮肤疼痛，出血等副作用；能够根据用户本身的骨声纹数据，个性化的输出具有干预治疗效果的骨声纹，避免了普适性的通用治疗方式给用户造成过大的伤害或未能达到治疗效果；骨声纹采集诊断及干预治疗的方式和过程完全由用户控制，可以随时在日常生活中使用，不受专业场地和医师指导的限制，极大地提高了治疗效率。

附图说明

图1为本发明的一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统的信号流向图；

图2为本发明中治疗策略模块中的两种治疗策略的示意图；

图3为本发明中存储及输出模块的示意图；

图4示意性地示出了本发明实施例中骨声纹采集及干预的位置的示意图；

图5为三种治疗策略的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-图5所示，本发明提供一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统，所述基于骨声纹的诊断和治疗的系统包括骨声纹采集模块、骨声纹特征解析模块、评估诊断模块、治疗策略模块和存储及输出模块，所述骨声纹采集模块的输出端连接所述骨声纹特征解析模块的输入端，所述骨声纹特征解析模块的输出端连接所述评估诊断模块和治疗策略模块的输入端，所述评估诊断模块和治疗策略模块的输出端连接所述存储及输出模块的输入端。

进一步的，所述骨声纹采集模块，用于采集用户本身的骨声纹数据，并将所述用户本身的骨声纹数据发送至所述骨声纹特征解析模块；

所述骨声纹特征解析模块，用于根据所述用户本身的骨声纹数据分析用户本身的骨声纹数据特征，并将所述用户本身的骨声纹数据特征发送至所述评估诊断模块和治疗策略模块；

所述评估诊断模块，用于根据所述用户本身的骨声纹数据特征评估用户病情，提供诊断结果，并将所述诊断结果传输至所述存储及输出模块；

治疗策略模块，用于根据用户本身骨声纹数据特征，与预设的标准骨声纹特征参数比对，将用户本身的骨声纹数据调整参数后，作为一种治疗策略输出存储和输出模块；或，根据用户本身的骨声纹数据特征，在预设的声纹数据库中自动匹配具有干预治疗效果的声纹信息，并将具有干预治疗效果的声纹信息发送至存储及输出模块；或根据用户本身的骨声纹数据特征，向存储及输出模块输出通俗的策略建议；

存储及输出模块，用于输出诊断结果，将具有治疗效果的骨声纹数据输出为干预用骨声纹，或根据通俗的策略建议引导用户做出干预用行为，并存储用户本身的骨声纹数据。

具体的，骨声纹采集模块可以采用麦克风，骨声纹特征解析模块可采用以单片机为核心的带有降噪和滤波功能的电路结构，麦克风将声纹信号转化为数字信号传入单片机进行分析。目前对声纹分析的主流软件(audacity，cooleditpro，praat)一般提取的特征参数包括基频、共振峰、频谱等。原理是基本的数字信号处理原理，声纹时序性特征提取。

评估诊断模块中，用于诊断的底层技术是使用算法将“声纹特征”与“现有心理学通过访谈、量表等方式得到的诊断结果”进行关联建模，为现有技术。

进一步的，在骨声纹采集模块中，采集的用户本身的骨声纹数据包括：语音骨声纹、呼吸骨声纹和心率骨声纹；骨声纹采集的位置包括：额骨、顶骨、枕骨、颞骨和胸骨；

在骨声纹特征解析模块中，用户本身的骨声纹数据特征包括：声纹的频率、共振峰、梅尔倒谱系数特征、能量、响度和持续时间；

在评估诊断模块中，诊断结果的诊断维度包括：情绪愉悦度、认知记忆力和脑唤醒水平；

在治疗策略模块中，具有治疗效果的骨声纹数据包括：语音骨声纹、呼吸骨声纹、心率骨声纹、音乐声纹和自然声纹；

在存储及输出模块中，干预用骨声纹的干预位置包括：额骨、顶骨、枕骨、颞骨和胸骨。

具体的，所述治疗策略模块可选择提供不同治疗强度的骨声纹治疗策略，依据采集到的用户本身的骨声纹数据与预设的标准骨声纹特征参数的差别大小而定。

具体的，所述治疗策略模块可通过蓝牙或wifi的方式将骨声纹数据传输至手机或电脑进行存储，也可在接收数据时通过蓝牙或wifi的方式传输接收。

进一步的，在所述存储及输出模块中，所述干预用骨声纹的干预位置包括：额骨、顶骨、枕骨、颞骨和胸骨。

进一步的，骨声纹采集模块与骨声纹特征解析模块采用有线或无线连接，骨声纹特征解析模块与评估诊断模块和治疗策略模块采用有线或无线连接，评估诊断模块和治疗策略模块与存储及输出模块有线或无线连接；

或，骨声纹采集模块与骨声纹特征解析模块采用有线或无线连接，骨声纹特征解析模块、评估诊断模块和治疗策略模块集成在一起，评估诊断模块和治疗策略模块与存储及输出模块有线或无线连接。

具体的，各模块之间的连接方式可考虑实际环境进行选择，可以选择有线的连接方式确保信息传递的稳定性，也可以选择无线的连接方式使得各模块的摆放位置不受限制。无线的连接方式不限于蓝牙、WIFI等方式。当然，在实际使用中，这5个部件作为5个不同的部分难免会不好操作，且成本较高，因此可以将配合比较紧密的骨声纹特征解析模块、评估诊断模块和治疗策略模块集成在一起作为一个整体，以免现实产品在使用中过于累赘麻烦，同时还可以减少成本。

一种基于骨声纹的诊断和治疗的方法，基于上述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统，所述基于骨声纹的诊断和治疗的方法包括以下步骤：

S100、骨声纹采集模块采集用户本身的骨声纹数据，并将用户本身的骨声纹数据传输至骨声纹特征解析模块；

S200、所述骨声纹特征解析模块根据所述用户本身的骨声纹数据分析用户本身的骨声纹数据特征，并将所述用户本身的骨声纹数据特征发送至评估诊断模块和治疗策略模块；

S300、所述评估诊断模块将所述的用户本身的骨声纹数据特征与预设的标准骨声纹特征参数进行比对，得出诊断结果，并将所述诊断结果传输至存储及输出模块；

S400、所述治疗策略模块根据根据用户本身骨声纹数据特征，向所述存储及输出模块输出至少三种治疗策略；

S500、所述存储及输出模块输出所述诊断结果，将具有治疗效果的骨声纹数据输出为干预用骨声纹，并存储所述用户本身的骨声纹数据。

进一步的，在S100中，用户根据提供的文本，使用指定的发音方式发音，在发音过程中，采集用户本身的骨声纹数据；

进一步的，在S400中，具体的，所述至少三种治疗策略包括一种被动治疗策略：根据用户本身的骨声纹数据特征，与预设的标准骨声纹特征参数比对，将用户本身的骨声纹数据调整参数后，形成新的骨声纹信息并发送至所述存储及输出模块。

进一步的，在S400中，具体的，所述至少三种治疗策略还包括另一种被动治疗策略：根据用户本身的骨声纹数据特征，在预设的声纹数据库中自动匹配具有干预治疗效果的声纹数据，并将所述具有干预治疗效果的声纹数据输出至存储及输出模块。

进一步的，在S400中，具体的，所述至少三种治疗策略还包括一种主动治疗策略：根据用户本身的骨声纹数据特征，给出通俗的策略建议，进而将用户本身的骨声纹数据特征向预设的标准骨声纹特征参数调整，所述通俗的策略建议包括：提高音量、放慢语速、张大嘴、调整呼吸节奏和调整身体姿态。

具体的，预设的声纹数据库，是经过修改编辑过特定声纹特征(改变频率、响度、节奏等)的声纹。在预设的标准骨声纹特征参数中，其基频范围阈值为20-50Hz、基频均值阈值为130-190Hz、响度阈值为65-80dB、语速阈值为1.2-3.3个字/秒。

对于上述三种治疗策略，举例说明：如果用户发音40db，判定为情绪愉悦度低。输出治疗策略：①将用户的发声修改编辑成60db并通过骨传导方式播放；②匹配60db的纯音乐并通过骨传导播放；③建议用户，深呼吸，张大嘴或大声说话等等。

进一步的，在S500中，具体的，

当接收到基于用户本身的骨声纹数据调整参数而成的新的骨声纹信息时，根据新的骨声纹信息向用户播放骨声纹；

当接收到具有干预治疗效果的声纹数据时，根据具有干预治疗效果的声纹数据向用户播放骨声纹；

当接收到通俗的策略建议时，通过语音或视频显示的方式向用户播放并引导其做出当前应该做出的干预治疗行为。

具体的，三种策略可以一同实施，或根据实际情况选择其中的两种或一种进行实施。其中，在执行通俗的策略建议时，可以进行语音引导，或者通过显示装置进行视频、图形或文字的显示，进而引导用户做出相应治疗行为。

如果存储及输出模块中已存储有用户最近的诊断和治疗策略，及用户并非第一次来参与治疗，那么存储及输出模块可根据用户本身的骨声纹历史记录数据，直接输出具有干预治疗效果的骨声纹。

Claims (10)

1.一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统，其特征在于，所述基于骨声纹的诊断和治疗的系统包括骨声纹采集模块、骨声纹特征解析模块、评估诊断模块、治疗策略模块和存储及输出模块，所述骨声纹采集模块的输出端连接所述骨声纹特征解析模块的输入端，所述骨声纹特征解析模块的输出端连接所述评估诊断模块和治疗策略模块的输入端，所述评估诊断模块和治疗策略模块的输出端连接所述存储及输出模块的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统，其特征在于，

所述骨声纹采集模块，用于采集用户本身的骨声纹数据，并将所述用户本身的骨声纹数据发送至所述骨声纹特征解析模块；

所述骨声纹特征解析模块，用于根据所述用户本身的骨声纹数据分析用户本身的骨声纹数据特征，并将所述用户本身的骨声纹数据特征发送至所述评估诊断模块和治疗策略模块；

所述评估诊断模块，用于根据所述用户本身的骨声纹数据特征评估用户病情，提供诊断结果，并将所述诊断结果传输至所述存储及输出模块；

所述治疗策略模块，用于根据用户本身骨声纹数据特征，与预设的标准骨声纹特征参数比对，将用户本身的骨声纹数据调整参数后，作为一种治疗策略输出所述存储和输出模块；或，根据用户本身的骨声纹数据特征，在预设的声纹数据库中自动匹配具有干预治疗效果的声纹信息，并将所述具有干预治疗效果的声纹信息发送至所述存储及输出模块；或根据用户本身的骨声纹数据特征，向所述存储及输出模块输出通俗的策略建议；

所述存储及输出模块，用于输出所述诊断结果，将具有治疗效果的骨声纹数据输出为干预用骨声纹，或根据所述通俗的策略建议引导用户做出干预用行为，并存储所述用户本身的骨声纹数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统，其特征在于，

在所述骨声纹采集模块中，采集的所述用户本身的骨声纹数据包括：语音骨声纹、呼吸骨声纹和心率骨声纹；骨声纹采集的位置包括：额骨、顶骨、枕骨、颞骨和胸骨；

在所述骨声纹特征解析模块中，所述用户本身的骨声纹数据特征包括：声纹的频率、共振峰、梅尔倒谱系数特征、能量、响度和持续时间；

在所述评估诊断模块中，所述诊断结果的诊断维度包括：情绪愉悦度、认知记忆力和脑唤醒水平；

在所述治疗策略模块中，所述具有治疗效果的骨声纹数据包括：语音骨声纹、呼吸骨声纹、心率骨声纹、音乐声纹和自然声纹；

在所述存储及输出模块中，所述干预用骨声纹的干预位置包括：额骨、顶骨、枕骨、颞骨和胸骨。

4.根据权利要求3所述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统，其特征在于，所述骨声纹采集模块与骨声纹特征解析模块采用有线或无线连接，所述骨声纹特征解析模块与评估诊断模块和治疗策略模块采用有线或无线连接，所述评估诊断模块和治疗策略模块与存储及输出模块有线或无线连接；

或，所述骨声纹采集模块与骨声纹特征解析模块采用有线或无线连接，所述骨声纹特征解析模块、评估诊断模块和治疗策略模块集成在一起，所述评估诊断模块和治疗策略模块与存储及输出模块有线或无线连接。

5.一种基于骨声纹的诊断和治疗的方法，基于权利要求1-4任一项所述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统，其特征在于，所述基于骨声纹的诊断和治疗的方法包括以下步骤：

S100、骨声纹采集模块采集用户本身的骨声纹数据，并将用户本身的骨声纹数据传输至骨声纹特征解析模块；

S200、所述骨声纹特征解析模块根据所述用户本身的骨声纹数据分析用户本身的骨声纹数据特征，并将所述用户本身的骨声纹数据特征发送至评估诊断模块和治疗策略模块；

S300、所述评估诊断模块将所述的用户本身的骨声纹数据特征与预设的标准骨声纹特征参数进行比对，得出诊断结果，并将所述诊断结果传输至存储及输出模块；

S400、所述治疗策略模块根据用户本身骨声纹数据特征，向所述存储及输出模块输出至少三种治疗策略；

S500、所述存储及输出模块输出所述诊断结果，将具有治疗效果的骨声纹数据输出为干预用骨声纹，并存储所述用户本身的骨声纹数据。

6.根据权利要求5所述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的方法，其特征在于，在S100中，用户根据提供的文本，使用指定的发音方式发音，在发音过程中，采集用户本身的骨声纹数据。

7.根据权利要求6所述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的方法，其特征在于，在S400中，具体的，所述至少三种治疗策略包括一种被动治疗策略：根据用户本身的骨声纹数据特征，与预设的标准骨声纹特征参数比对，将用户本身的骨声纹数据调整参数后，形成新的骨声纹信息并发送至所述存储及输出模块。

8.根据权利要求7所述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的方法，其特征在于，在S400中，具体的，所述至少三种治疗策略还包括另一种被动治疗策略：根据用户本身的骨声纹数据特征，在预设的声纹数据库中自动匹配具有干预治疗效果的声纹数据，并将所述具有干预治疗效果的声纹数据输出至存储及输出模块。

9.根据权利要求8所述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的方法，其特征在于，在S400中，具体的，所述至少三种治疗策略还包括一种主动治疗策略：根据用户本身的骨声纹数据特征，给出通俗的策略建议，进而将用户本身的骨声纹数据特征向预设的标准骨声纹特征参数调整，所述通俗的策略建议包括：提高音量、放慢语速、张大嘴、调整呼吸节奏和调整身体姿态。

10.根据权利要求9所述的一种基于骨声纹的诊断和治疗的方法，其特征在于，在S500中，具体的，

当接收到基于用户本身的骨声纹数据调整参数而成的新的骨声纹信息时，根据所述新的骨声纹信息向用户播放骨声纹；

当接收到所述具有干预治疗效果的声纹数据时，根据所述具有干预治疗效果的声纹数据向用户播放骨声纹；

当接收到通俗的策略建议时，通过语音或视频显示的方式向用户播放并引导其做出当前应该做出的干预治疗行为。

Images