CN208422436U - 基于中医理论的健康状态监控装置及系统 - Google Patents
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Abstract
基于中医理论的健康状态监控装置及系统，通过摄像头获取监控用户的面部图像数据和舌质图像数据；通过气味扫描仪获取监控用户的气味信息；通过电声学仪获取监控用户的声音信息；调用显示模块对监控用户通过触控显示屏进行健康问卷调查；通过脉诊仪获取监控用户的脉搏波数据；调用数据编码模块，通过神经网络数据编码算法进行数据特征编码；根据中医健康及诊疗决策知识库对监控用户进行疾病诊断和处方推荐；调用结果鉴别模块通过对抗强化学习算法对健康状态监控结果进行鉴别；调用结果评价模块根据专家预设规则对健康状态监控结果进行评价。本实用新型实现对用户的健康状态监控，无需中医人员全程参与，成本低，使更多的人能够享受中医服务。
Description
技术领域
本实用新型涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于中医理论的健康状态监控装置及系统。
背景技术
中医理论是对人与自然的关系，人体生命活动、病理变化及其调控规律与法则的系统理性认识；是中医养生保健、防病治病的指导思想和原则，是中国独特的自然观、生命观、疾病观和方法论的集中体现。随着社会经济的发展，人们对自身身体健康状态的关注越来越多。健康管理是以预防和控制疾病发生与发展，降低医疗费用，提高生命质量为目的，针对个体及群体进行健康教育，提高自我管理意识和水平，并对其生活方式相关的健康危险因素，通过健康信息采集、健康检测、健康评估、个性化监看管理方案、健康干预等手段持续加以改善的过程和方法。
健康管理是对个人或人群的健康危险因素进行全面管理的过程。现阶段，中医养生及中医诊疗受到人们的欢迎，人们在进行中医健康咨询时，需要与从事中医的诊疗人员进行面对面的交流，达到望闻问切的目的，比如，需要中医人员对用户的神、色、形、态、舌象等进行有目的的观察，以测知内脏病变，比如眼白对应的是心肺，眼白如果红了，则说明心火热了，引起眼白的毛细血管发炎充血。舌头边沿反映的是心脏问题，舌头红了说明心火热，要降火和养心。舌苔则反映的是脾胃的问题，舌苔黄，脾胃火大，舌苔白了，说明脾胃寒了，要养胃养脾。目前，用户在进行中医诊疗的过程中必须要中医人员全程的参与，通过中医人员进行健康状态监控，不仅费用高昂，而且能够接受中医服务的人员数量有限，不能使多数人员通过中医理论进行健康状态监控。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于中医理论的健康状态监控装置及系统，结合现有的望闻问切的中医理论，基于机器学习技术实现对用户的健康状态监控，无需中医人员全程参与，成本低，使更多的人能够享受基于中医理论的服务。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：基于中医理论的健康状态监控装置，所述监控装置包括中央处理器，所述监控装置还包括声纹识别模块、语音播放模块、气味获取模块、显示模块、脉诊模块、图像获取模块、光源探测模块和补光模块；所述声纹识别模块与所述中央处理器建立连接关系，声纹识别模块配置有电声学仪，声纹识别模块用于通过所述电声学仪获取监控用户的声音信息；所述语音播放模块与所述中央处理器建立连接关系，语音播放模块配置有语音播放器，语音播放模块用于通过所述语音播放器播放语音信息；所述气味获取模块与所述中央处理器建立连接关系，气味获取模块配置有气味扫描仪，气味获取模块用于通过所述气味扫描仪获取监控用户的气味信息；所述显示模块与所述中央处理器建立连接关系，显示模块配置有触控显示屏，显示模块用于监控用户通过所述触控显示屏进行健康问卷调查，显示模块还用于向监控用户反馈健康状态数据信息；所述脉诊模块与所述中央处理器建立连接关系，脉诊模块配置有脉诊仪，脉诊模块用于通过所述脉诊仪获取监控用户的脉搏波数据；所述图像获取模块与所述中央处理器建立连接关系，图像获取模块配置有摄像头，图像获取模块用于通过所述摄像头获取监控用户的面部图像数据和舌质图像数据；所述光源探测模块与所述中央处理器建立连接关系，光源探测模块配置有光源探测仪，光源探测模块用于获取所述摄像头所处摄像环境的光源信息；所述补光模块与所述中央处理器建立连接关系，补光模块配置有补光灯，补光模块用于通过所述补光灯对所述摄像头的拍摄对象进行补光。
如上所述的基于中医理论的健康状态监控装置，所述中央处理器采用ARM公司的Cortex-R系列处理器；所述电声学仪采用CRY6125电声学器件；所述气味扫描仪的型号为AIRSENSE PEN3。本技术方案采用的中央处理器、电声学仪和气味扫描仪属于现有技术。声纹识别模块的声纹是用电声学仪显示携带言语信息的声波频谱，人类语言的产生是人体语言中枢与发音器官之间一个复杂的生理物理过程，人在讲话时使用的发声器官-舌、牙齿、喉头、肺、鼻腔在尺寸和形态方面每个人的差异很大，所以任何两个人的声纹图谱都有差异。气味扫描是由气味取样操作器、气体传感器阵列和信号处理系统三种功能器件组成，识别气味的主要机理是在阵列中的每个传感器对被测气体都有不同的灵敏度，例如，一号气体可在某个传感器上产生高响应，而对其他传感器则是低响应，同样，二号气体产生高响应的传感器对一号气体则不敏感，整个传感器阵列对不同气体的响应图案是不同的，基于这种区别，能根据传感器的响应图案来识别气味。
如上所述的基于中医理论的健康状态监控装置，所述监控装置还包括血压采集模块，所述血压采集模块配置有血压仪，血压采集模块用于通过所述血压仪采集监控用户的血压参数。血压仪是测量血压的仪器，示波法血压计能够获取在放气过程中产生的振荡波，换算得出血压值。
如上所述的基于中医理论的健康状态监控装置，所述监控装置还包括血糖采集模块，所述血糖采集模块配置有血糖仪，血糖采集模块用于通过所述血糖仪采集监控用户的血糖参数。血糖仪的实现有葡萄糖氧化酶电极测量法、葡萄糖脱氢酶电极测量法等。葡萄糖氧化酶电极测量法是通过测量血液中的葡萄糖与试纸中的葡萄糖氧化酶反应产生的电流量测量血糖，主流机型大多为葡萄糖氧化酶测量法。葡萄糖脱氢酶电极测量法是通过测量血液中的葡萄糖与试纸中的葡萄糖脱氢酶反应产生的电流量测量血糖。
本实用新型还提供一种基于中医理论的健康状态监控系统，所述监控系统包括上述的监控装置，所述监控系统还包括管理服务器，所述管理服务器与监控装置建立连接关系，所述管理服务器包括问卷存储模块、数据编码模块、诊疗决策模块、结果鉴别模块和结果评价模块，所述问卷存储模块用于存储健康状态测评问卷；所述数据编码模块用于对获取的监控用户的监控数据通过神经网络数据编码算法进行数据特征编码；所述诊疗决策模块用于根据中医健康及诊疗决策知识库对监控用户进行疾病诊断和处方推荐；所述结果鉴别模块用于通过对抗强化学习算法对健康状态监控结果进行鉴别；所述结果评价模块用于根据专家预设规则对健康状态监控结果进行评价。
本实用新型另外提供一种基于中医理论的健康状态监控方法，所述监控方法采用上述的监控装置，通过上述的监控系统实现，所述监控方法包括以下步骤：
调用图像获取模块通过摄像头获取监控用户的面部图像数据和舌质图像数据；
调用气味获取模块通过气味扫描仪获取监控用户的气味信息；
调用声纹识别模块通过电声学仪获取监控用户的声音信息；调用显示模块对监控用户通过触控显示屏进行健康问卷调查；
调用脉诊模块通过脉诊仪获取监控用户的脉搏波数据；
调用数据编码模块，将获取的面部图像数据、舌质图像数据、气味信息、声音信息、健康问卷调查信息和脉搏波数据通过神经网络数据编码算法进行数据特征编码；
调用诊疗决策模块根据中医健康及诊疗决策知识库对监控用户进行疾病诊断和处方推荐；调用结果鉴别模块通过对抗强化学习算法对健康状态监控结果进行鉴别；调用结果评价模块根据专家预设规则对健康状态监控结果进行评价。
如上所述的基于中医理论的健康状态监控方法，所述监控方法还包括，调用血压采集模块通过血压仪采集监控用户的血压参数；调用血糖采集模块通过血糖仪采集监控用户的血糖参数。
如上所述的基于中医理论的健康状态监控方法，所述神经网络数据编码算法采用BP网络，首先将获取的面部图像数据、舌质图像数据、气味信息、声音信息、健康问卷调查信息和脉搏波数据图像分层n个小块，对应于输入的n个神经元，压缩后的数据对应于隐含层m个神经元，m≦n，通过训练算法在网络学习过程中调整网络的权重，使训练集图像的重建误差E＝||X-Z||均值达到最小，X为输入层样本集，Z为输出层样本集。
如上所述的基于中医理论的健康状态监控方法，所述神经网络数据编码算法采用自组织映射神经网络，输入层神经元(x1，x2，…，xn)，在输出层中，m个神经元排布成二维网络，其中每个神经元j接收两类输入：来自输入层神经元i的输入xi，权重为wij，来自输出层神经元的固定权重，对每一个外界输入矢量x＝(x1，x2，…,xn)，当有一个同该输入的距离di＝f(x,wj),wj＝(w1j,w2j,…,wnj)为最小的神经元j才被激发。
如上所述的基于中医理论的健康状态监控方法，所述监控方法还包括，结果鉴别模块和结果评价模块通过损失函数及惩罚因子衡量数据编码模块模型预测的结果；损失函数采用log对数损失函数、平方损失函数、指数损失函数、Hinge损失函数、0-1损失函数或绝对值损失函数。
本实用新型具有如下优点：结合现有的望闻问切的中医理论，基于机器学习技术实现对用户的健康状态监控，无需中医人员全程参与，实现结合中医理论的自动诊疗和处方推荐，达到中医四诊合参，进行健康监测的效果，服务成本低，使更多的人能够享受基于中医理论的服务，造福于人类。
附图说明
图1为实施例中基于中医理论的健康状态监控装置示意图；
图2为实施例中基于中医理论的健康状态监控系统示意图；
图3为实施例中基于中医理论的健康状态监控方法流程图；
图4为实施例中基于中医理论的健康状态监控方法示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，基于中医理论的健康状态监控装置，所述监控装置包括中央处理器1，所述监控装置还包括声纹识别模块2、语音播放模块3、气味获取模块4、显示模块5、脉诊模块6、图像获取模块7、光源探测模块8和补光模块9；所述声纹识别模块2与所述中央处理器1建立连接关系，声纹识别模块2配置有电声学仪10，声纹识别模块2用于通过所述电声学仪10获取监控用户的声音信息；所述语音播放模块3与所述中央处理器1建立连接关系，语音播放模块3配置有语音播放器11，语音播放模块3用于通过所述语音播放器11播放语音信息；所述气味获取模块4与所述中央处理器1建立连接关系，气味获取模块4配置有气味扫描仪12，气味获取模块4用于通过所述气味扫描仪12获取监控用户的气味信息；所述显示模块5与所述中央处理器1建立连接关系，显示模块5配置有触控显示屏13，显示模块5用于监控用户通过所述触控显示屏13进行健康问卷调查，显示模块5还用于向监控用户反馈健康状态数据信息；所述脉诊模块6与所述中央处理器1建立连接关系，脉诊模块6配置有脉诊仪14，脉诊模块6用于通过所述脉诊仪14获取监控用户的脉搏波数据；所述图像获取模块7与所述中央处理器1建立连接关系，图像获取模块7配置有摄像头15，图像获取模块7用于通过所述摄像头15获取监控用户的面部图像数据和舌质图像数据；所述光源探测模块8与所述中央处理器1建立连接关系，光源探测模块8配置有光源探测仪16，光源探测模块8用于获取所述摄像头15所处摄像环境的光源信息；所述补光模块9与所述中央处理器1建立连接关系，补光模块9配置有补光灯17，补光模块9用于通过所述补光灯17对所述摄像头15的拍摄对象进行补光。
基于中医理论的健康状态监控装置的一个实施例中，所述中央处理器1采用ARM公司的Cortex-R系列处理器；所述电声学仪10采用CRY6125电声学器件；所述气味扫描仪12的型号为AIRSENSE PEN3。本技术方案采用的中央处理器1、电声学仪10和气味扫描仪12属于现有技术。声纹识别模块2的声纹是用电声学仪10显示携带言语信息的声波频谱，人类语言的产生是人体语言中枢与发音器官之间一个复杂的生理物理过程，人在讲话时使用的发声器官-舌、牙齿、喉头、肺、鼻腔在尺寸和形态方面每个人的差异很大，所以任何两个人的声纹图谱都有差异。气味扫描是由气味取样操作器、气体传感器阵列和信号处理系统三种功能器件组成，识别气味的主要机理是在阵列中的每个传感器对被测气体都有不同的灵敏度，例如，一号气体可在某个传感器上产生高响应，而对其他传感器则是低响应，同样，二号气体产生高响应的传感器对一号气体则不敏感，整个传感器阵列对不同气体的响应图案是不同的，基于这种区别，能根据传感器的响应图案来识别气味。
基于中医理论的健康状态监控装置的一个实施例中，所述监控装置还包括血压采集模块18，所述血压采集模块18配置有血压仪19，血压采集模块18用于通过所述血压仪19采集监控用户的血压参数。血压仪19是测量血压的仪器，示波法血压计能够获取在放气过程中产生的振荡波，换算得出血压值。
基于中医理论的健康状态监控装置的一个实施例中，所述监控装置还包括血糖采集模块20，所述血糖采集模块20配置有血糖仪21，血糖采集模块20用于通过所述血糖仪21采集监控用户的血糖参数。血糖仪21的实现有葡萄糖氧化酶电极测量法、葡萄糖脱氢酶电极测量法等。葡萄糖氧化酶电极测量法是通过测量血液中的葡萄糖与试纸中的葡萄糖氧化酶反应产生的电流量测量血糖，主流机型大多为葡萄糖氧化酶测量法。葡萄糖脱氢酶电极测量法是通过测量血液中的葡萄糖与试纸中的葡萄糖脱氢酶反应产生的电流量测量血糖。
参见图2，本实用新型还提供一种基于中医理论的健康状态监控系统，所述监控系统包括上述的监控装置，所述监控系统还包括管理服务器22，所述管理服务器22与监控装置建立连接关系，所述管理服务器22包括问卷存储模块23、数据编码模块24、诊疗决策模块25、结果鉴别模块26和结果评价模块27，所述问卷存储模块23用于存储健康状态测评问卷；所述数据编码模块24用于对获取的监控用户的监控数据通过神经网络数据编码算法进行数据特征编码；所述诊疗决策模块25用于根据中医健康及诊疗决策知识库对监控用户进行疾病诊断和处方推荐；所述结果鉴别模块26用于通过对抗强化学习算法对健康状态监控结果进行鉴别；所述结果评价模块27用于根据专家预设规则对健康状态监控结果进行评价。
参见图3和图4，本实用新型另外提供一种基于中医理论的健康状态监控方法，所述监控方法采用上述的监控装置，通过上述的监控系统实现，所述监控方法包括以下步骤：
S1：调用图像获取模块7通过摄像头15获取监控用户的面部图像数据和舌质图像数据；
S2：调用气味获取模块4通过气味扫描仪12获取监控用户的气味信息；
S3：调用声纹识别模块2通过电声学仪10获取监控用户的声音信息；调用显示模块5对监控用户通过触控显示屏13进行健康问卷调查；
S4：调用脉诊模块6通过脉诊仪14获取监控用户的脉搏波数据；
S5：调用数据编码模块24，将获取的面部图像数据、舌质图像数据、气味信息、声音信息、健康问卷调查信息和脉搏波数据通过神经网络数据编码算法进行数据特征编码；
S6：调用诊疗决策模块25根据中医健康及诊疗决策知识库对监控用户进行疾病诊断和处方推荐；调用结果鉴别模块26通过对抗强化学习算法对健康状态监控结果进行鉴别；调用结果评价模块27根据专家预设规则对健康状态监控结果进行评价。
基于中医理论的健康状态监控方法的一个实施例中，所述监控方法还包括，调用血压采集模块18通过血压仪19采集监控用户的血压参数；调用血糖采集模块20通过血糖仪21采集监控用户的血糖参数。
基于中医理论的健康状态监控方法的一个实施例中，所述神经网络数据编码算法采用BP网络，首先将获取的面部图像数据、舌质图像数据、气味信息、声音信息、健康问卷调查信息和脉搏波数据图像分层n个小块，对应于输入的n个神经元，压缩后的数据对应于隐含层m个神经元，m≦n，通过训练算法在网络学习过程中调整网络的权重，使训练集图像的重建误差E＝||X-Z||均值达到最小，X为输入层样本集，Z为输出层样本集。
基于中医理论的健康状态监控方法的一个实施例中，所述神经网络数据编码算法采用自组织映射神经网络，输入层神经元(x1，x2，…，xn)，在输出层中，m个神经元排布成二维网络，其中每个神经元j接收两类输入：来自输入层神经元i的输入xi，权重为wij，来自输出层神经元的固定权重，对每一个外界输入矢量x＝(x1，x2，…,xn)，当有一个同该输入的距离di＝f(x,wj),wj＝(w1j,w2j,…,wnj)为最小的神经元j才被激发。
基于中医理论的健康状态监控方法的一个实施例中，所述监控方法还包括，结果鉴别模块26和结果评价模块27通过损失函数及惩罚因子衡量数据编码模块24模型预测的结果；损失函数采用log对数损失函数、平方损失函数、指数损失函数、Hinge损失函数、0-1损失函数或绝对值损失函数。
本实用新型通过健康状态自评实用问卷为基础的多种问卷，以及知识库和传感器的接口，识库为中国中医科学院中医药信息所所研制的各种中医健康及诊疗决策知识库，通过接口调用知识库的知识，用于支持监控装置的预警和决策。传感器包括用于中医四诊的传感器，一是用于舌面诊断的摄像头，二是用于脉诊的脉诊仪，三是用于闻诊的电声学仪。本实用新型结合现有的望闻问切的中医理论，基于机器学习技术实现对用户的健康状态监控，无需中医人员全程参与，实现结合中医理论的自动诊疗和处方推荐，达到中医四诊合参，进行健康监测的效果，服务成本低，使更多的人能够享受基于中医理论的服务，造福于人类。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (5)
1.基于中医理论的健康状态监控装置，所述监控装置包括中央处理器(1)，其特征在于：所述监控装置还包括声纹识别模块(2)、语音播放模块(3)、气味获取模块(4)、显示模块(5)、脉诊模块(6)、图像获取模块(7)、光源探测模块(8)和补光模块(9)；所述声纹识别模块(2)与所述中央处理器(1)建立连接关系，声纹识别模块(2)配置有电声学仪(10)，声纹识别模块(2)用于通过所述电声学仪(10)获取监控用户的声音信息；所述语音播放模块(3)与所述中央处理器(1)建立连接关系，语音播放模块(3)配置有语音播放器(11)，语音播放模块(3)用于通过所述语音播放器(11)播放语音信息；所述气味获取模块(4)与所述中央处理器(1)建立连接关系，气味获取模块(4)配置有气味扫描仪(12)，气味获取模块(4)用于通过所述气味扫描仪(12)获取监控用户的气味信息；所述显示模块(5)与所述中央处理器(1)建立连接关系，显示模块(5)配置有触控显示屏(13)，显示模块(5)用于监控用户通过所述触控显示屏(13)进行健康问卷调查，显示模块(5)还用于向监控用户反馈健康状态数据信息；所述脉诊模块(6)与所述中央处理器(1)建立连接关系，脉诊模块(6)配置有脉诊仪(14)，脉诊模块(6)用于通过所述脉诊仪(14)获取监控用户的脉搏波数据；所述图像获取模块(7)与所述中央处理器(1)建立连接关系，图像获取模块(7)配置有摄像头(15)，图像获取模块(7)用于通过所述摄像头(15)获取监控用户的面部图像数据和舌质图像数据；所述光源探测模块(8)与所述中央处理器(1)建立连接关系，光源探测模块(8)配置有光源探测仪(16)，光源探测模块(8)用于获取所述摄像头(15)所处摄像环境的光源信息；所述补光模块(9)与所述中央处理器(1)建立连接关系，补光模块(9)配置有补光灯(17)，补光模块(9)用于通过所述补光灯(17)对所述摄像头(15)的拍摄对象进行补光。
2.根据权利要求1所述的基于中医理论的健康状态监控装置，其特征在于：所述中央处理器(1)采用ARM公司的Cortex-R系列处理器；所述电声学仪(10)采用CRY6125电声学器件；所述气味扫描仪(12)的型号为AIRSENSE PEN3。
3.根据权利要求1所述的基于中医理论的健康状态监控装置，其特征在于：所述监控装置还包括血压采集模块(18)，所述血压采集模块(18)配置有血压仪(19)，血压采集模块(18)用于通过所述血压仪(19)采集监控用户的血压参数。
4.根据权利要求1所述的基于中医理论的健康状态监控装置，其特征在于：所述监控装置还包括血糖采集模块(20)，所述血糖采集模块(20)配置有血糖仪(21)，血糖采集模块(20)用于通过所述血糖仪(21)采集监控用户的血糖参数。
5.基于中医理论的健康状态监控系统，所述监控系统包括如权利要求1至4任一项所述的监控装置，其特征在于：所述监控系统还包括管理服务器(22)，所述管理服务器(22)与监控装置建立连接关系，所述管理服务器(22)包括问卷存储模块(23)、数据编码模块(24)、诊疗决策模块(25)、结果鉴别模块(26)和结果评价模块(27)，所述问卷存储模块(23)用于存储健康状态测评问卷；所述数据编码模块(24)用于对获取的监控用户的监控数据通过神经网络数据编码算法进行数据特征编码；所述诊疗决策模块(25)用于根据中医健康及诊疗决策知识库对监控用户进行疾病诊断和处方推荐；所述结果鉴别模块(26)用于通过对抗强化学习算法对健康状态监控结果进行鉴别；所述结果评价模块(27)用于根据专家预设规则对健康状态监控结果进行评价。
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| GR01 | Patent grant | ||
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