[发明专利]精神分裂症高风险人群自主神经功能数据处理方法及装置有效
申请号: | 202010765570.5 | 申请日: | 2020-08-03 |
公开(公告)号: | CN112057087B | 公开(公告)日: | 2022-04-05 |
发明(设计)人: | 吴凯;刘亚;韩俊南 | 申请(专利权)人: | 华南理工大学;广州双悠生物科技有限责任公司 |
主分类号: | A61B5/16 | 分类号: | A61B5/16;A61B5/024 |
代理公司: | 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 | 代理人: | 詹丽红 |
地址: | 510640 广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 精神分裂症 风险 人群 自主 神经功能 数据处理 方法 装置 | ||
1.一种精神分裂症高风险人群自主神经功能数据处理装置,其特征在于,所述数据处理装置包括:
采集单元,该采集单元基于自主神经试验获取不同测试状态下的人体生理信息,依据不同的自主神经测试对自主神经功能有不同的应激刺激功能,采集被试在自主神经试验中的心电信号;并根据心率变异性信号计算原理得到不同测试状态下的HRV时域、频域、非线性动力学特征参数;其中,所述采集被试在自主神经试验中的心电信号采用心电脉搏波方法采集精神分裂症高风险人群在整个试验过程中的心电数据;
所述采集单元中自主神经试验的过程如下:四分钟静息测试,被试保持坐姿,身体放松,均匀自主呼吸;休息30秒,然后三分钟心算测试,被试根据录音提示判断数字的奇偶性,并在心里默记奇偶数字的个数,每两秒钟播报一次,播报结束时记录被试判断奇偶数字的个数;休息30秒,然后3分钟深呼吸测试,被试根据录音提示保持5秒钟吸气和5秒钟呼气,每分钟重复6次呼吸;休息30秒,然后4分钟恢复测试;
所述采集单元中根据心率变异性信号计算原理得出HRV时域、频域、非线性动力学参数特征,其中,时域参数包括:MEAN、SDNN、RMSSD和pNN50,频域参数特征包括:VLF、LF、HF和LH/HF,非线性动力学参数特征包括:庞加莱散点图中SD1和SD2、DFA中和、近似熵、样本熵和相关维数;
所述HRV表示心率变异性;
所述MEAN为一定时间内连续RR间隔的平均值,其中,RR间隔为窦房结去极化导致的相邻QRS波群之间的间隔;
所述SDNN为一定时间内连续RR间隔的标准差;
所述RMSSD为一定时间内连续RR间隔差值的均方根;
所述pNN50为一定时间内相邻RR间隔大于50毫秒的比例;
所述VLF为一定时间内连续RR间隔经FFT变换后功率在0.0033~0.04的极低频成分;
所述LF为一定时间内连续RR间隔经FFT变换后功率在0.04~0.15的低频成分;
所述HF为一定时间内连续RR间隔经FFT变换后功率在0.15~0.4的高频成分;
所述LF/HF为低频成分与高频成分的比值;
所述庞加莱散点图中的SD1与SD2为垂直于X=Y方向散点图内短轴与长轴的距离;
所述DFA中和为去趋势波动分析中曲线斜率的长程波动系数和短程波动系数;
所述近似熵、样本熵和相关维数为HRV中时间序列不同的规律性和复杂性描述;
评估单元,该评估单元根据采集单元中获取的HRV时域、频域、非线性动力学参数特征量化评估自主神经系统中交感神经与副交感神经的平衡状态;
模型建立与应用单元,该模型建立与应用单元在定量评估自主神经系统平衡状态的基础上,建立SVM精神分裂症高风险人群自主神经功能评估模型;将采集到的样本随机分为训练组和测试组,HRV参数作为特征输入SVM分类器,获得对于精神分裂症高风险人群自主神经功能数据处理结果;其中,所述SVM精神分裂症高风险人群自主神经功能评估模型用于对比静息期、压力期和恢复期的参数变化;
所述模型建立与应用单元中SVM精神分裂症高风险人群自主神经功能评估模型的工作过程如下:将静息期的心率变异性参数作为参考值;将恢复期、压力期间每一部分的参数与参考值对比,评价精神分裂症高风险人群的自主神经功能变化;综合自主神经试验期间各部分参数的评价结果,得到精神分裂症高风险人群的自主神经功能数据处理结果;
所述SVM精神分裂症高风险人群自主神经功能评估模型将采集到的样本随机分为训练组和测试组,HRV参数值与参考值作为特征输入SVM分类器;
所述SVM精神分裂症高风险人群自主神经功能评估模型中的训练组与测试组,在模型训练过程中,采取随机抽样的方法从参考值总样本中抽取不同比例的样本进行训练,剩余参考值样本则进行测试,以验证该评估模型的准确性;
将压力期与恢复期的参数数据输入精神分裂症自主神经功能评估模型中,获得精神分裂症高风险人群的自主神经功能数据处理结果。
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