CN117100246A - 基于动态生物电信号的健康状态分析方法和相关产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物电信息采集及处理技术领域，更具体地，本发明涉及一种基于动态生物电信号的健康状态分析方法和相关产品，获取待测人员每个经络周围多个位置处的生物电信号，并根据每个位置处的生物电信号计算经络准确度；将经络准确度大于预设值的生物电信号作为有效生物电信号，并计算每个经络对应的生物电信号平均值；从所述有效生物电信号中选取能量指标以获取每个经络的能量，并计算每个经络的能量在所有经络的能量中的占比；根据所述生物电信号平均值和所述占比计算待测人员的健康状况表征值以对待测人员的健康状况进行分类。根据本发明的方案，解决了目前基于生物电信号进行健康状况分析的过程不准确的问题。
Description
技术领域
本发明一般地涉及生物电信息采集及处理技术领域。更具体地，本发明涉及一种基于动态生物电信号的健康状态分析方法和相关产品。
背景技术
人体的经络系统实际上是一个庞大的系统，当某一个部位出现堵塞，身体将呈现处异常状态。研究人员发现人体内存在着大量的生物电信号，通过对各经络的生物电信号进行监测，可以实现对人体健康状况进行有效监测，从而对后续的健康调理、疾病诊断等提供可靠地指导。
基于生物电信号传感器的经络测量进行健康状态的分析已经被广泛应用，如申请公布号为CN109316187A，发明名称为“一种中医健康状态电导经络辨识方法及系统”的中国专利申请文件，其公开了对中医电导法测量的人体双侧十二原穴位测量值进行辨识，并进行计算分析测量结果，根据具体被测量人的测量结果具体辨识被测量这的体质情况，以及被测量者整体和各个经络之间，内外上下，前后左右的具体平衡情况。
上述方法在一定程度上实现了利用各经络生物电信号进行体质检测。然而，该在检测过程中是基于先验知识确定了各经络数据，并依据该数据进行分析处理。在数据处理过程中，许多无效数据也参与进行分析，从而导致分析过程并不准确，无法对待测人员的健康状况进行准确指导。
基于此，如何解决目前基于生物电信号进行健康状况分析的过程不准确的问题，是目前亟需解决的。
发明内容
为解决上述一个或多个技术问题，本发明在如下的多个方面中提供方案。
在第一方面中，本发明提供了一种基于动态生物电信号的健康状态分析方法，包括：获取待测人员每个经络周围多个位置处的生物电信号，并根据每个位置处的生物电信号计算经络准确度；将经络准确度大于预设值的生物电信号作为有效生物电信号，并计算每个经络对应的生物电信号平均值；从所述有效生物电信号中选取能量指标以获取每个经络的能量，并计算每个经络的能量在所有经络的能量中的占比；根据所述生物电信号平均值和所述占比计算待测人员的健康状况表征值以对待测人员的健康状况进行分类。
在一个实施例中，所述获取待测人员每个经络周围多个位置处的生物电信号包括：以通过人体经络图获得的经络位置为中心，向外扩张多个外环，在每个外环上采集多个位置的生物电信号。
在一个实施例中，所述根据每个位置处的生物电信号计算经络准确度包括：从所述生物电信号中选取与经络判断相关的指标，所述指标包括生物电信号幅值、生物电信号位置坐标、生物电信号频次以及指标权重；根据所述指标和经络准确度计算公式计算每个位置处的经络准确度，所述经络准确度计算公式包括：
式中，i＝1，2，…，n，n表示经络位置的数量，Vi表示第i个经络位置处的生物电信号幅值，Xi、Yi、Zi表示第i个生物电信号位置坐标，Ti表示生物电信号频次，Vbase、Xbase、Ybase、Zbase和Tbase表示生物电信号基准值，a1、a2、a3、a4和a5分别表示各指标对应的权重。
在一个实施例中，所述计算每个经络对应的生物电信号平均值包括：提取每个经络对应的有效生物电信号中的生物电信号幅值；根据每个经络对应的所有生物电信号幅值计算生物电信号平均值。
在一个实施例中，从所述有效生物电信号中选取能量指标以获取每个经络的能量包括：从有效生物电信号中提取对应的能量指标，所述能量指标包括检测时间，以及生物电流值、生物电压值或生物电阻值中的任意一种或多种；根据所述能量指标和能量计算公式计算得到每个经络的能量。
在一个实施例中，所述能量计算公式包括：
或/>
式中，Q表示能量，j＝1，2，…，m，m表示有效生物电信号的数量，Uj表示第j个生物电压值，Ij表示第j个生物电流值，Rj表示第j个生物电阻值，tj表示第j个检测时间。
在一个实施例中，每个经络的能量在所有经络的能量中的占比采用以下公式进行计算：
式中，S表示第i个经络在所有经络的能量中的占比，Qi表示第i个经络的能量。
在一个实施例中，根据所述生物电信号平均值和所述占比计算待测人员的健康状况表征值以对待测人员的健康状况进行分类包括：将每个经络对应的生物电信号平均值以及对应的占比相乘，以得到待测人员的健康状况表征值；将所述健康状况表征值与预设区间进行比较，以对待测人员的健康状况进行分类。
在第二方面中，本发明还提供了一种基于动态生物电信号的健康状态分析系统，包括：处理器；以及存储器，其存储有基于动态生物电信号的健康状态分析的计算机指令，当所述计算机指令由所述处理器运行时，使得设备执行根据前述一个或多个实施例所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法。
在第三方面中，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有基于动态生物电信号的健康状态分析的计算机可读指令，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，实现如前述一个或多个实施例中所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法。
本发明的有益效果在于：本发明通过获取待测人员每个经络周围多个位置处的生物电信号，并对生物电信号进行有效性验证，保证了对健康状态分析的可靠性。同时结合每个经络的能量和占比，实现了对健康状况的有效分析，为后续进行健康状况分析和指导提供了可靠依据。
进一步，本发明中还通过对生物电信号中的各项指标进行采集，并结合不同权重计算得到经络准确度，从而实现了更加准确的生物电信号测量过程，有效提升了健康状况分析的可靠性。
更进一步，通过对经络位置周围多个地方采集生物电信号，并对生物电信号进行准确度分析，可以有效提升健康状况分析的准确性和有效性。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1是示意性示出根据本发明的实施例的基于动态生物电信号的健康状态分析方法的流程图；
图2是示意性示出根据本发明的实施例的有效生物电信号的确定方法的流程图；
图3是示意性示出根据本发明的实施例的经络的能量的计算方法的流程图；
图4是示意性示出根据本发明的实施例的对健康状况进行分类的方法的流程图；
图5是示意性示出根据本发明的实施例的基于动态生物电信号的健康状态分析系统的示意图。
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。
下面结合附图来详细描述本发明的具体实施方式。
目前，基于人体经络生物电信号进行健康检测的方式有很多种，而大多采用的是根据常规经验在相应的穴位或经络处采集生物电信号，以对人体健康状况进行分析。这种方式通常由于定位不准确且无法结合人体实时反馈的生物电信号进行分析，导致结合该测量数据所进行的人体的健康状况分析过程并不准确。
因此，本发明中将结合经络位置采集多组数据，并结合数据指标进行经络准确性分析，以确定有效生物电信号。然后结合每个经络处的能量进行人体健康状况分析，能够实现对待测人员健康状况的准确分析，为后续医生对待测人员的指导用药、健康检测等提供可靠依据。
具体地，可以通过经络信息传感器探针对人体表皮以下的真皮层进行生物电信号的采集。也可以采用体表用的经络信息传感器在人体表皮处进行体表采集。本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的采集方式。
本发明的经络针对的是十二经络，即十二经络在临床上称为十二经脉，十二经脉在体内与脏腑相络属；十二经脉以正中线为轴，左右对称分布的分布于人体的头面、四肢、躯干等全身部位；有固定的循路线及血气流注方向及其经脉交接规律。其包括手三阴经(手太阴肺经、手厥阴心包经、手少阴心经)、手三阳经(手阳明大肠经、手少阳三焦经、手太阳小肠经)、足三阴经(足太阴脾经、足厥阴肝经、足少阴肾经)和足三阳经(足阳明胃经、足少阳胆经、足太阳膀胱经)，其气血的流注从起于中焦的手太阴肺经开始，他依次流注各经，最后传至足厥阴肝经，再回到手太阴肺经，首尾相贯，即十二经脉的流注次序是：手太阴肺经-手阳明大肠经-足阳明胃经-足太阴脾经-手少阴心经-手太阳小肠经-足太阴膀胱经-足少阴肾经-手厥阴心经-手少阳三焦经-足少阳胆经-足厥阴肝经-肺。按照上述经脉分布路线次序、走向，一经接一经的循环流注，周而复始地运行于全身。
经络是脏腑相互联系的重要通道，经络不通畅，脏腑失去正常联络，脏腑的功能不能正常发挥，则气血阴阳失调失和，便会影响健康，伤害形体。因此，通过提升测量经络的数据的准确性以及经络反馈的能量，能够对待测人员的健康状态进行分析，辅助医生对待测人员的健康进行准确的评估。
图1是示意性示出根据本发明的实施例的基于动态生物电信号的健康状态分析方法100的流程图。
如图1所示，在步骤S101处，获取待测人员每个经络周围多个位置处的生物电信号，并根据每个位置处的生物电信号计算经络准确度。在一些实施例中，可以以通过人体经络图获得的经络位置为中心，向外扩张多个外环，在每个外环上采集多个位置的生物电信号。
在步骤S102处，将经络准确度大于预设值的生物电信号作为有效生物电信号，并计算每个经络对应的生物电信号平均值。在一些实施例中，可以通过经络准确度计算过程，确定预设的经络位置是否正确，同时对无效数据进行去除，保证参与分析计算的均为有效信号，从而有效提升准确性。
在步骤S103处，从有效生物电信号中选取能量指标以获取每个经络的能量，并计算每个经络的能量在所有经络的能量中的占比。利用有效生物电信号可以反映不同经络反馈的能量，通过该能量可以动态分析待测人员的健康状况。在一些实施例中，每个经络的能量在所有经络的能量中的占比可以采用以下公式进行计算：
式中，S表示第i个经络在所有经络的能量中的占比，Qi表示第i个经络的能量。
在步骤S104处，根据生物电信号平均值和占比计算待测人员的健康状况表征值以对待测人员的健康状况进行分类。在一些实施例中，人体中不同经络对人体健康的影响程度不同，可以基于该能量占比实现与正常状况的偏差分析，从而可以实现对健康状态的分类。
图2是示意性示出根据本发明的实施例的有效生物电信号的确定方法200的流程图。
如图2所示，在步骤S201处，从生物电信号中选取与经络判断相关的指标。该指标包括生物电信号幅值、生物电信号位置坐标、生物电信号频次以及指标权重。
在步骤S202处，根据指标和经络准确度计算公式计算每个位置处的经络准确度。其中该经络准确度计算公式包括：
式中，i＝1，2，…，n，n表示经络位置的数量，Vi表示第i个经络位置处的生物电信号幅值，Xi、Yi、Zi表示第i个生物电信号位置坐标，Ti表示生物电信号频次，Vbase、Xbase、Ybase、Zbase和Tbase表示生物电信号基准值，a1、a2、a3、a4和a5分别表示各指标对应的权重。
在步骤S203处，提取每个经络对应的有效生物电信号中的生物电信号幅值。
在步骤S204处，根据每个经络对应的所有生物电信号幅值计算生物电信号平均值。在一些实施例中，可以将所有有效生物电信号中的生物电信号幅值相加，并通过除以有效生物电信号的数量，从而计算得到相应的生物电信号平均值。
图3是示意性示出根据本发明的实施例的经络的能量的计算方法300的流程图。
如图3所示，在步骤S301处，从有效生物电信号中提取对应的能量指标。在一些实施例中，该能量指标包括检测时间，以及生物电流值、生物电压值或生物电阻值中的任意一种或多种。
在步骤S302处，根据能量指标和能量计算公式计算得到每个经络的能量。在一些实施例中，能量计算公式包括：
或/>
式中，Q表示能量，j＝1，2，…，m，m表示有效生物电信号的数量，Uj表示第j个生物电压值，Ij表示第j个生物电流值，Rj表示第j个生物电阻值，tj表示第j个检测时间。
进一步，也可以直接通过检测时间与生物电流值、检测时间与生物电压值或检测时间与生物电阻值中的任意一种来表征能量。本领域技术人员可以基于实际情况进行选择。
图4是示意性示出根据本发明的实施例的对健康状况进行分类的方法400的流程图。
如图4所示，在步骤S401处，将每个经络对应的生物电信号平均值以及对应的占比相乘，以得到待测人员的健康状况表征值。在一些实施例中，每个经络能量在所有经络中的占比可以反映与正常状况的偏离程度，通过将每个经络对应的生物电信号与占比相乘，可以对待测人员的健康状况进行准确表征。
在步骤S402处，将健康状况表征值与预设区间进行比较，以对待测人员的健康状况进行分类。在一些实施例中，可以设置多个预设区间，并判断该健康状况表征值所处的区间，从而得到待测人员的大致健康状况。
图5是示意性示出根据本发明的实施例的基于动态生物电信号的健康状态分析系统500的示意图。
在本发明的另一方面，还提供了一种如图5中所示出的一种基于动态生物电信号的健康状态分析系统，包括：处理器；以及存储器，所述存储器存储有基于动态生物电信号的健康状态分析的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现前文一个或多个实施例中所述的方法。
如图5中所示，该系统中设置有设备501，设备501可以包括CPU5011，其可以是通用CPU、专用CPU或者其他信息处理以及程序运行的执行单元。进一步，设备501还可以包括大容量存储器5012和只读存储器ROM 5013，其中大容量存储器5012可以配置用于存储各类数据以及多媒体网络所需的各种程序，ROM 5013可以配置成存储对于设备501的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序及引导操作系统所需的数据。
进一步，设备501还包括其他的硬件平台或组件，例如示出的TPU(TensorProcessing Unit，张量处理单元)5014、GPU(Graphic Processing Unit，图形处理器)5015、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)5016和MLU(MemoryLogic Unit)，存储器逻辑单元)5017。可以理解的是，尽管在设备501中示出了多种硬件平台或组件，但这里仅仅是示例性的而非限制性的，本领域技术人员可以根据实际需要增加或移除相应的硬件。例如，设备501可以仅包括CPU作为公知硬件平台和另一硬件平台作为本发明的测试硬件平台。
本发明的设备501还包括通信接口5018，从而可以通过该通信接口5018连接到局域网/无线局域网(LAN/WLAN)505，进而可以通过LAN/WLAN连接到本地服务器506或连接到因特网(“Internet”)507。替代地或附加地，本发明的设备501还可以通过通信接口5018基于无线通信技术直接连接到因特网或蜂窝网络，例如基于第三代(“3G”)、第四代(“4G”)或第5代(“5G”)的无线通信技术。在一些应用场景中，本发明的设备501还可以根据需要访问外部网络的服务器508以及可能的数据库509。
设备501的外围设备可以包括显示装置502、输入装置503以及数据传输接口504。在一个实施例中，显示装置502可以例如包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示器。输入装置503可以包括例如键盘、鼠标、麦克风、姿势捕捉相机，或其他输入按钮或控件，其配置用于接收数据的输入或用户指令。数据传输接口504可以包括例如串行接口、并行接口或通用串行总线接口(“USB”)、小型计算机系统接口(“SCSI”)、串行ATA、火线(“FireWire”)、PCI Express和高清多媒体接口(“HDMI”)等，其配置用于与其他设备或系统的数据传输和交互。
本发明的设备501的上述CPU 5011、大容量存储器5012、只读存储器ROM 5013、TPU5014、GPU 5015、FPGA 5016、MLU 5017和通信接口5018可以通过总线5019相互连接，并且通过该总线与外围设备实现数据交互。在一个实施例中，通过该总线5019，CPU 5011可以控制设备501中的其他硬件组件及其外围设备。
在工作中，本发明的设备501的处理器CPU 5011可以通过输入装置503或数据传输接口504获取媒体数据包，并调取存储于存储器5012中的计算机程序指令或代码对生物电信号的分析、计算和健康状况分类。
从上面关于本发明模块化设计的描述可以看出，本发明的系统可以根据应用场景或需求进行灵活地布置而不限于附图所示出的架构。进一步，还应当理解，本发明示例的执行操作的任何模块、单元、组件、服务器、计算机或设备可以包括或以其他方式访问计算机可读介质，诸如存储介质、计算机存储介质或数据存储设备(可移除的)和/或不可移动的)例如磁盘、光盘或磁带。计算机存储介质可以包括以用于存储信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。
基于此，本发明也公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有基于动态生物电信号的健康状态分析的计算机可读指令，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，实现如前文中一个或多个实施例所述的方法。
虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。
Claims (10)
1.一种基于动态生物电信号的健康状态分析方法，其特征在于，包括：
获取待测人员每个经络周围多个位置处的生物电信号，并根据每个位置处的生物电信号计算经络准确度；
将经络准确度大于预设值的生物电信号作为有效生物电信号，并计算每个经络对应的生物电信号平均值；
从所述有效生物电信号中选取能量指标以获取每个经络的能量，并计算每个经络的能量在所有经络的能量中的占比；
根据所述生物电信号平均值和所述占比计算待测人员的健康状况表征值以对待测人员的健康状况进行分类。
2.根据权利要求1所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法，其特征在于，所述获取待测人员每个经络周围多个位置处的生物电信号包括：
以通过人体经络图获得的经络位置为中心，向外扩张多个外环，在每个外环上采集多个位置的生物电信号。
3.根据权利要求1所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法，其特征在于，所述根据每个位置处的生物电信号计算经络准确度包括：
从所述生物电信号中选取与经络判断相关的指标，所述指标包括生物电信号幅值、生物电信号位置坐标、生物电信号频次以及指标权重；
根据所述指标和经络准确度计算公式计算每个位置处的经络准确度，所述经络准确度计算公式包括：
式中，i＝1,2,···,n，n表示经络位置的数量，Vi表示第i个经络位置处的生物电信号幅值，Xi、Yi、Zi表示第i个生物电信号位置坐标，Ti表示生物电信号频次，Vbase、Xbase、Ybase、Zbase和Tbase表示生物电信号基准值，a1、a2、a3、a4和a5分别表示各指标对应的权重。
4.根据权利要求3所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法，其特征在于，所述计算每个经络对应的生物电信号平均值包括：
提取每个经络对应的有效生物电信号中的生物电信号幅值；
根据每个经络对应的所有生物电信号幅值计算生物电信号平均值。
5.根据权利要求1所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法，其特征在于，从所述有效生物电信号中选取能量指标以获取每个经络的能量包括：
从有效生物电信号中提取对应的能量指标，所述能量指标包括检测时间，以及生物电流值、生物电压值或生物电阻值中的任意一种或多种；
根据所述能量指标和能量计算公式计算得到每个经络的能量。
6.根据权利要求5所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法，其特征在于，所述能量计算公式包括：
或/>
式中，Q表示能量，j＝1,2,···,m，m表示有效生物电信号的数量，Uj表示第j个生物电压值，Ij表示第j个生物电流值，Rj表示第j个生物电阻值，tj表示第j个检测时间。
7.根据权利要求1所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法，其特征在于，每个经络的能量在所有经络的能量中的占比采用以下公式进行计算：
式中，S表示第i个经络在所有经络的能量中的占比，Qi表示第i个经络的能量。
8.根据权利要求1所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法，其特征在于，根据所述生物电信号平均值和所述占比计算待测人员的健康状况表征值以对待测人员的健康状况进行分类包括：
将每个经络对应的生物电信号平均值以及对应的占比相乘，以得到待测人员的健康状况表征值；
将所述健康状况表征值与预设区间进行比较，以对待测人员的健康状况进行分类。
9.一种基于动态生物电信号的健康状态分析系统，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，其存储有基于动态生物电信号的健康状态分析的计算机指令，当所述计算机指令由所述处理器运行时，使得设备执行根据权利要求1-8的任意一项所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有基于动态生物电信号的健康状态分析的计算机可读指令，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1-8中任意一项所述的基于动态生物电信号的健康状态分析方法。
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| CN202311084241.4A CN117100246A (zh) | 2023-08-25 | 2023-08-25 | 基于动态生物电信号的健康状态分析方法和相关产品 |
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| CN202311084241.4A CN117100246A (zh) | 2023-08-25 | 2023-08-25 | 基于动态生物电信号的健康状态分析方法和相关产品 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117608435A (zh) * | 2024-01-22 | 2024-02-27 | 佛山市五运六气应用技术有限公司 | 一种经络信息可视化检测方法、检测装置及存储介质 |
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2023
- 2023-08-25 CN CN202311084241.4A patent/CN117100246A/zh not_active Withdrawn
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| CN117608435B (zh) * | 2024-01-22 | 2024-04-09 | 佛山市五运六气应用技术有限公司 | 一种经络信息可视化检测方法、检测装置及存储介质 |
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