【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及呼吸音監測設備，尤其是涉及一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統。
技術介紹
1、肺炎是由細菌、病毒等病原體引起的常見呼吸道感染疾病，尤其在兒童中更為常見。傳統肺炎診斷主要依賴于醫生的臨床經驗和檢查手段，如聽診、x光片等。然而，這些診斷方法需要患者親臨醫療機構，且對醫生的專業水平要求較高。在醫療資源分布不均的地區，患者就醫不便，特別是在疫情期間，遠程醫療的需求急劇增加。
2、隨著數字技術和人工智能的快速發展，醫療診斷也逐步向智能化和便捷化方向轉變。近年來，基于呼吸音人體生理音分析的肺炎診斷方法開始受到廣泛關注。然而，這些系統多為實驗室環境下的原型系統，離實際應用還有一定距離。
3、部分現有技術在呼吸音分析和多源數據融合方面雖取得了一定成果，但仍存在諸多局限，特別是在家庭環境中的應用研究較少。
4、另外，部分現有技術并未考慮到兒童肺部發育階段不同對監測結果的影響。
5、綜上，當前缺少一種兒童居家呼吸音監測系統，以實現面向兒童的，居家場景下的呼吸音監測。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，以實現面向兒童的，居家場景下的呼吸音監測。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
3、本專利技術提供了一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，包括客戶端和服務端，其中，所述客戶端包括：
4、
5、通信模塊，用于建立與所述服務端的連接，將所述推理請求發送至所述服務端進行預處理和預測，從所述服務端接收響應于所述推理請求的，由預訓練的一個或多個模型得到的呼吸音是否異常的二分類預測結果；
6、顯示模塊，用于顯示所述二分類預測結果。
7、作為優選的技術方案，所述的數據采集模塊包括：
8、交互單元，用于展示預設的表格，通過與用戶交互獲取填寫的兒童的年齡、性別和主觀感受信息；
9、身體指標傳感器，用于采集兒童的實時的文本形式的身體指標信息；
10、文本轉換單元，用于結合所述年齡、性別和主觀感受信息以及所述身體指標信息，轉換得到身體指標文本數據；
11、請求生成單元，用于基于所述文本數據以及所述客戶端的識別特征信息，構建推理請求。
12、作為優選的技術方案，所述的身體指標傳感器包括體溫傳感器和心率傳感器。
13、作為優選的技術方案，所述的服務端包括：
14、音頻預處理模塊，用于針對所述推理請求中含噪的呼吸音信號進行在非人聲頻率范圍內進行濾波處理，將音頻分割成固定長度的切片；
15、文本預處理模塊，用于針對所述推理請求中身體指標文本數據進行異常值刪除、標準化和編碼處理。
16、作為優選的技術方案，所述的服務端還包括：
17、頻譜特征提取模塊，用于針對所述預處理模塊處理后的呼吸音信號切片，通過短時傅里葉變換處理提取頻譜特征，得到梅爾頻率倒譜系數特征；
18、模型倉庫模塊，內置有多個不同年齡對應的推理模型，用于根據發出所述推理請求的客戶端的識別特征信息，調用與所述推理請求匹配的推理模型對所述頻譜特征提取模塊得到的梅爾頻率倒譜系數特征以及所述文本預處理模塊得到的身體指標文本數據進行推理，得到對應的一個或多個呼吸音是否異常的二分類預測結果。
19、作為優選的技術方案，所述的推理模型的類型包括邏輯回歸模型和支持向量機模型。
20、作為優選的技術方案，所述的模型倉庫模塊包括：
21、模型訓練單元，用于根據設置的優化目標和訓練數據集，對所述推理模型進行訓練，其中，所述支持向量機模型的優化目標為：
22、
23、其中，ξi為松弛變量，c為懲罰參數，n為訓練數據集中的樣本數量，w為支持向量機的權重向量。
24、作為優選的技術方案，所述的顯示模塊還用于顯示所述身體指標文本數據。
25、作為優選的技術方案，所述的通信模塊包括wifi芯片和/或藍牙芯片，所述的顯示模塊包括顯示屏。
26、作為優選的技術方案，所述的數據采集模塊還包括：
27、呼吸音傳感器，用于采集兒童的呼吸音信號。
28、與現有技術相比，本專利技術至少具有以下有益效果之一：
29、(1)實現面向兒童的，居家場景下的呼吸音監測：本專利技術通過據采集模塊獲取含噪的呼吸音信號和兒童的身體指標文本數據，并通過通信模塊發送至部署有多個模型的服務端，得到呼吸音是否異常的二分類預測結果，并顯示在交互模塊，從而實現呼吸音監測。
30、(2)結合多源數據進行推理，準確性高：本專利技術結合多源數據進行呼吸音監測，在呼吸音音頻的基礎上，結合身體指標文本數據(包括年齡、性別、體溫、主觀感受等)，通過多源數據融合，可以更全面地反映患者的健康狀況，提高診斷的準確性和可靠性，此外，利用多個預訓練的模型對采集到的呼吸音進行自動化處理和分析，這一過程減少了人工判斷的主觀性和誤差，提高了監測的準確性。
31、(3)針對兒童的特點，降低肺部發育程度對推理結果的影響：本專利技術通過設置模型倉庫模塊并在其中維護不同年齡(或年齡段)對應的推理模型，在推理過程中根據請求確定與兒童年齡相匹配的推理模型進行推理，降低了肺部發育程度對推理結果的影響。
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1.一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，包括客戶端和服務端，其中，所述客戶端包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的數據采集模塊包括：
3.根據權利要求1所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的身體指標傳感器包括體溫傳感器和心率傳感器。
4.根據權利要求1所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的服務端包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的服務端還包括：
6.根據權利要求5所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的推理模型的類型包括邏輯回歸模型和支持向量機模型。
7.根據權利要求6所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的模型倉庫模塊包括：
8.根據權利要求1所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的顯示模塊
9.根據權利要求1所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的通信模塊包括WIFI芯片和/或藍牙芯片，所述的顯示模塊包括顯示屏。
10.根據權利要求1所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的數據采集模塊還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，包括客戶端和服務端，其中，所述客戶端包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的數據采集模塊包括：
3.根據權利要求1所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的身體指標傳感器包括體溫傳感器和心率傳感器。
4.根據權利要求1所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的服務端包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于人體呼吸音與生理指標的兒童居家監測系統，其特征在于，所述的服務端還包括：
6.根據權利要求5所述的一種基于人體呼吸...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁加俊，殷勇，駱祥峰，趙列賓，余航，董斌，李生慧，林繼雷，張靜，付佳偉，孫宏，周宏遠，張野，
申請(專利權)人：上海交通大學醫學院附屬上海兒童醫學中心，
類型：發明
國別省市：
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