[发明专利]一种面向跑步监测的健康评估方法及系统

说明书

本发明提出了一种面向跑步监测的健康评估方法及系统，涉及健康评估领域。一种面向跑步监测的健康评估方法包括：输入PPG信号，并对信号进行预处理；通过预处理后的数据进行生理数据估计；进行特征提取和特征筛选，用于运动健康评估模型建立；根据筛选的最优特征集合及数据标签进行建模，然后输出体质健康等级。可以将智能手环采集到的原始生理数据转换为最终的青少年健康水平等级，用来评估青少年的体质健康状况。此外本发明还提出了一种面向跑步监测的健康评估系统，包括：输入模块、生理数据统计模块、特征工程模块及建模模块。

技术领域

本发明涉及健康评估领域，具体而言，涉及一种面向跑步监测的健康评估方法及系统。

背景技术

随着生活水平的日益提高，全国各地都掀起了运动热潮，通过运动健身，实现身体素质的提高，以此达到增强体质的目的，尤其的是针对部分青少年而言，身体素质差，常需要通过运动来实现增强体质。

对青少年的健康风险评估是近年来国内外研究提升国民体质与防治疾病的重要工具，特别在预测疾病危险因素方面具有重要的意义。该评估当前最主要的手段是运用数理统计分析与计算机模拟优化等技术，在信息论研究的基础上，建立动态的健康风险评估系统，为评估提供重要的技术支撑。

现在国内市场与学术界存在的健康风险评估系统几乎都使用静态的权重因素组合法(Static Weights of Factors)。也就是说，评估中用户输入的层级信息(问卷、测量)在重要性的权重分配方面是没有经过优化的，对不同的人群(研究总体)缺乏针对性和动态性。也无法通过智能佩戴设备采集到的原始生理数据转换为最终的青少年健康水平等级，用来评估青少年的体质健康状况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向跑步监测的健康评估方法，其能够通过采集青少年在跑步过程中的心率和血氧饱和率，对采集到的生理数据进行特征提取与筛选和分类建模，建立了一个基于机器学习的面向青少年跑步监测的穿戴式运动健康评估模型，可以将智能手环采集到的原始生理数据转换为最终的青少年健康水平等级，用来评估青少年的体质健康状况。

本发明的另一目的在于提供一种面向跑步监测的健康评估系统，其能够运行一种面向跑步监测的健康评估方法。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种面向跑步监测的健康评估方法，其包括输入PPG信号，并对信号进行预处理；通过预处理后的数据进行生理数据估计；进行特征提取和特征筛选，用于运动健康评估模型建立；根据筛选的最优特征集合及数据标签进行建模，然后输出体质健康等级。

在本发明的一些实施例中，上述所述输入PPG信号，并对信号进行预处理包括：首先进行数据采集，数据采集过程包括被试者佩戴智能手环进行动作，智能手环采集动作过程中的数据，对获取的PPG信号通过平滑先验方法进行处理，然后进行中值滤波。

在本发明的一些实施例中，上述通过预处理后的数据进行生理数据估计包括：进行心率估计及血氧估计。

在本发明的一些实施例中，上述进行特征提取和特征筛选，用于运动健康评估模型建立包括：从传感器获取的数据中提取与体质健康水平相关的特征，形成初始特征集合。

在本发明的一些实施例中，上述还包括：初步挑选与体质健康水平有关的多个特征，通过皮尔逊相关系数分析，基于特征重要性分数的排序和基于序列前向搜索的特征去冗余，获得最终的最优特征集合，从而得到与体质评分密切相关的重要特征。

在本发明的一些实施例中，上述根据筛选的最优特征集合及数据标签进行建模，然后输出体质健康等级包括：根据已提取的特征，使用机器学习的方法训练青少年体质健康评估模型并进行优化，然后将训练好的模型用于对青少年体质健康进行评估。