[发明专利]一种测量评估吞咽功能的可穿戴装置及使用方法

权利要求书

1.一种测量评估吞咽功能的可穿戴装置，其特征在于，包括：

位于装置本体内侧的声音传感器，用于采集进行吞咽行为产生的音频信号；

位于装置本体的控制模块，用于将采集到的所述音频信号进行数据处理得到特征信息，根据所述特征信息建立所述特征信息与吞咽功能之间的对应关系，根据所述对应关系对吞咽肌群的健康状况进行判断；

连接所述声音传感器及控制模块的数据传输模块，用于将所述声音传感器采集的音频信号传输至所述控制模块；

所述将采集到的所述音频信号进行数据处理得到特征信息，包括：

信号分割阶段；具体地，将音频信号转化为能量信号，并在移动窗口中进行求和运算，得到能量和；根据所述能量和，识别并分割所述音频信号中的音频事件；其中，所述音频事件包括：咳嗽，吞咽，噪声；通过以下公式计算移动窗口中的能量和：

其中，表示中心时间为的移动窗口的能量，为窗口内采样点数目，表示移动窗口中的第个离散采样点；

特征提取阶段；具体地，根据所述音频事件进行音频特征提取；其中，所述音频特征提取包括：

计算过零率：

其中，为中心时间为的移动窗口的过零率，为窗口内采样点数目，表示符号位，为移动窗口中的第个离散采样点；

计算谱通量：

其中，表示中心时间为的移动窗口的谱通量，为窗口内采样点数目，表示移动窗口中的第i个频谱振幅；

计算谱中心：

其中，表示中心时间为的移动窗口的谱中心，为窗口内采样点数目，；

计算谱下降点：

其中，表示中心时间为的移动窗口的谱下降点，为取最大值，表示频谱振幅小于预设阈值的最大频率，为频谱振幅，为预设阈值；

计算带宽：

其中，为带宽，为窗口内采样点数目，表示谱中心，，表示采样点；

计算梅尔频率倒谱系数：

其中，表示梅尔频率倒谱系数，为19，表示傅里叶变换能量参数的带通滤波器输出，为窗口内采样点数目，为1至19中任一的自然数，表示倒频谱的阶数；

计算峰值能量频率：

其中，表示中心时间为的移动窗口的峰值能量频率，表示信号最高频率，表示信号傅里叶变换；

计算样本熵：

其中，表示中心时间为的移动窗口的样本熵，为窗口内采样点数目，表示移动窗口中的第个离散采样点；

所述根据所述特征信息建立所述特征信息与吞咽功能之间的对应关系，包括：

根据线性规划方法将特征向量转化为连续指数，根据特征向量将音频事件中咳嗽和吞咽识别出来，咳嗽和吞咽的事件个数与吞咽功能建立对应关系；其中，所述对应关系通过以下公式确定：

TD = C + N_c × P₁ + N_s × P₂；

其中，TD表示吞咽困难程度，N_c表示咳嗽次数，N_s表示吞咽次数，C、P₁、P₂均为常数，具体地，C为2.193、P₁为0.004205、P₂为0.016751。

2.如权利要求1所述的一种测量评估吞咽功能的可穿戴装置，其特征在于，还包括：

与所述控制模块连接的信号输出模块，用于将吞咽肌群的健康状况的判断结果输出至设备终端。

3.如权利要求1所述的一种测量评估吞咽功能的可穿戴装置，其特征在于，所述声音传感器为皮肤接触式喉部麦克风，所述皮肤接触式喉部麦克风的频率范围为200Hz-3kHz。

4.如权利要求1所述的一种测量评估吞咽功能的可穿戴装置，其特征在于，所述声音传感器至少为两组，且受试者佩戴测量评估吞咽功能的可穿戴装置后，两组声音传感器分别位于咽喉的左右两侧。

5.如权利要求1所述的一种测量评估吞咽功能的可穿戴装置，其特征在于，还包括：卡扣，用于受试者佩戴测量评估吞咽功能的可穿戴装置。

6.如权利要求4所述的一种测量评估吞咽功能的可穿戴装置，其特征在于，还包括：长度调节扣，用于受试者在佩戴测量评估吞咽功能的可穿戴装置时，依据颈围进行长度调节。