【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及脂肪測量的，尤其涉及一種兒童軀干脂肪百分比預測模型。
技術介紹
1、近年來，隨著我國物質生活條件的持續進步，兒童肥胖的相關問題也日益凸顯。一方面，無論在城市還是鄉鎮中，高熱量的零食和飲料都廣受兒童群體的歡迎。另一方面，由于電子產品和短視頻應用的興起，兒童的運動量反而呈下降態勢，導致了兒童肥胖呈現出低齡化與普遍化發展的態勢。兒童時期是身體發育的關鍵階段，成年后如心血管疾病、糖尿病等多種慢性疾病的發生密切相關，以百分比形式表示軀干脂肪含量可以使測量結果更加標準化和直觀。不同年齡、性別和體型的兒童可以通過比較軀干脂肪百分比來評估肥胖程度，避免因體重、身高等因素的差異而導致的不準確評估。
2、目前，申請號為cn202110084841.5的中國專利技術專利申請公開了一種內臟脂肪測量方法、裝置、設備及存儲介質，該申請包括：測量出被測試兒童身高；測量出被測者體重和四肢和軀干的重量；測量出四肢和軀干的皮脂厚度；測量左臂瘦體阻抗，右臂瘦體阻抗，左腿瘦體阻抗，右腿瘦體阻抗和軀干瘦體阻抗；計算左臂瘦體，右臂瘦體，左腿瘦體，右腿瘦體和軀干瘦體的瘦體重；計算左臂，右臂，左腿，右腿和軀干的皮下脂肪重；計算內臟脂肪重，最終方便、快速地檢測出內臟脂肪量。但是該申請在對兒童軀干脂肪進行量化計算時，采用的四肢和軀干的重量為體重的固定占比，沒有充分考慮不同兒童體質差異大的問題。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：傳統方法在對兒童軀干脂肪進行量化計算時，采集數據范圍有限，對使用者專
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，包括：數據采集模塊、數據處理模塊和終端模塊；
4、所述數據采集模塊包括近紅外采集單元、超聲波采集單元和采集判斷單元，用于對測試兒童的皮下脂肪進行紅外測量、對測試兒童的內臟脂肪進行超聲波測量，通過紅外發光二極管探頭在各紅外測量點位置向測試兒童發射預設波長組合的近紅外光測量得到紅外電信號數據，通過超聲波探頭在各超聲波點位置發射預設低頻輸出超聲波測量得到超聲波電信號數據，對近紅外采集單元在各紅外測量點位置的數據采集質量進行一次判斷得到第一判斷結果，對超聲波采集單元在各超聲波測量點位置的數據采集質量進行二次判斷得到第二判斷結果，基于第一判斷結果和第二判斷結果進行計算判定是否需要重新測量；
5、所述數據處理模塊包括紅外計算單元、超聲計算單元和綜合預測單元，用于對紅外電信號數據進行計算得到測試兒童的皮下脂肪含量，對超聲波電信號數據進行計算得到測試兒童的內臟脂肪含量，基于測試兒童的年齡、性別、皮下脂肪預測厚度和內臟脂肪預測含量計算得到兒童軀干脂肪百分比預測值；
6、所述終端模塊包括交互單元和顯示單元，用于接收用戶輸入的操作指令和發出聲光提醒，并向用戶提供操作界面和可視化結果。
7、作為本專利技術所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型的一種優選方案，其中：所述近紅外采集單元用于對測試兒童的皮下脂肪進行紅外測量得到紅外電信號數據，所述紅外測量的邏輯包括：通過近紅外采集單元中的紅外發光二極管探頭依次在各紅外測量點位置向測試兒童發射預設波長組合的近紅外光，所述預設波長組合的近紅外光對測試兒童照射后產生近紅外背向反射光，通過近紅外采集單元中的光電傳感器對近紅外背向反射光進行接收并轉換得到紅外電信號數據；
8、所述紅外發光二極管探頭包括k個紅外發光二極管，各紅外發光二極管依次啟動并發射對應預設波長的近紅外光t毫秒；
9、所述紅外測量點位置包括合并點位置和紅外附加點位置，合并點位置包括測試兒童的肚臍正下方2厘米處、左腰側、右腰側、左肋弓下緣和右肋弓下緣，紅外附加點位置包括左肩胛下角區域、左肩胛下角區域、左鎖骨下窩和右鎖骨下窩。
10、作為本專利技術所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型的一種優選方案，其中：所述超聲波采集單元用于對測試兒童的內臟脂肪進行超聲波測量得到超聲波電信號數據，所述超聲波測量的邏輯包括：通過超聲波探頭依次在各超聲波測量點位置向測試兒童發射預設低頻輸出超聲波，通過超聲波探頭內的壓電晶體接收超聲回波信號得到超聲波電信號數據；
11、所述超聲波測量點位置包括合并點位置和超聲波附加點位置，所述合并點位置包括測試兒童的肚臍正下方a厘米處、左腰側、右腰側、左肋弓下緣和右肋弓下緣，所述超聲波附加點位置包括測試兒童的劍突部、左腎后部、右腎后部和肚臍正上方b厘米處。
12、作為本專利技術所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型的一種優選方案，其中：所述采集判斷單元用于對近紅外采集單元在各紅外測量點位置的數據采集質量進行一次判斷得到第一判斷結果，對超聲波采集單元在各超聲波測量點位置的數據采集質量進行二次判斷得到第二判斷結果；
13、所述第一判斷結果包括采集成功和采集未成功，所述第二判斷結果包括采集成功和采集未成功；
14、當第一判斷結果為采集成功時，對應紅外測量點位置停止測量，當第一判斷結果為采集未成功時，紅外采集單元需要在對應紅外測量點位置進行重新測量；
15、當第二判斷結果為采集成功時，對應超聲波測量點位置停止測量，當第一判斷結果為采集未成功時，超聲波采集單元需要在對應超聲波測量點位置進行重新測量。
16、作為本專利技術所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型的一種優選方案，其中：所述一次判斷的邏輯包括：在紅外采集單元依次在各紅外測量點位置對測試兒童的皮下脂肪進行測量時，通過紅外發光二極管探頭上的壓力傳感器獲取壓力數據，基于壓力數據計算得到最小壓力與平均壓力，當且僅當最小壓力大于第一壓力閾值、平均壓力大于第二壓力閾值時判斷為采集成功，否則判斷為采集未成功；
17、所述二次判斷的邏輯包括：在超聲波采集單元依次在各超聲波測量點位置對測試兒童的內臟脂肪進行測量時，通過超聲波采集單元中的壓電晶體獲取超聲波電信號數據并記錄接收回波時間，超聲波電信號數據得到最大回波強度和最小回波強度，基于超聲波發射時間與接收回波時間計算得到超聲波時間差，當且僅當超聲波時間差大于時間差閾值、最大回波強度小于第一回波強度閾值、最小回波強度大于第二回波強度閾值時判斷為采集成功，否則判斷為采集未成功。
18、作為本專利技術所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型的一種優選方案，其中：所述紅外計算單元用于對紅外電信號數據進行計算得到測試兒童的皮下脂肪含量，通過帶通濾波器對紅外光信號進行去噪處理得到平滑紅外信號，基于平滑紅外信號計算得到奈奎斯特頻率，以n倍奈奎斯特頻率作為采樣頻率對平滑紅外信號進行離散化處理得到紅外光離散序列，將紅外光離散序列向量化表示得到紅外光離散向量，按照紅外光離散向量對應波長由低至高的順序進行排序并進行向量拼接處理得到紅外光離散矩陣，通過偏最小二乘法建立紅外光離散矩陣與皮下脂肪預測厚度的預測回歸方程組，基于預設正則化參數與預測回歸方程組計算得到嶺回歸方程系數與最小二乘殘差平方，基于嶺本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于，包括：數據采集模塊、數據處理模塊、終端模塊和電源模塊；
2.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述近紅外采集單元用于對測試兒童的皮下脂肪進行紅外測量得到紅外電信號數據，所述紅外測量的邏輯包括：通過近紅外采集單元中的紅外發光二極管探頭依次在各紅外測量點位置向測試兒童發射預設波長組合的近紅外光，所述預設波長組合的近紅外光對測試兒童照射后產生近紅外背向反射光，通過近紅外采集單元中的光電傳感器對近紅外背向反射光進行接收并轉換得到紅外電信號數據；
3.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述超聲波采集單元用于對測試兒童的內臟脂肪進行超聲波測量得到超聲波電信號數據，所述超聲波測量的邏輯包括：通過超聲波探頭依次在各超聲波測量點位置向測試兒童發射預設低頻輸出超聲波，通過超聲波探頭內的壓電晶體接收超聲回波信號得到超聲波電信號數據；
4.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述采集判斷單元用于對近紅外采集單元在各紅外測量點位置的數據采集質
5.如權利要求4所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述一次判斷的邏輯包括：在紅外采集單元依次在各紅外測量點位置對測試兒童的皮下脂肪進行測量時，通過紅外發光二極管探頭上的壓力傳感器獲取壓力數據，基于壓力數據計算得到最小壓力與平均壓力，當且僅當最小壓力大于第一壓力閾值、平均壓力大于第二壓力閾值時判斷為采集成功，否則判斷為采集未成功；
6.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述紅外計算單元用于對紅外電信號數據進行計算得到測試兒童的皮下脂肪含量，通過帶通濾波器對紅外光信號進行去噪處理得到平滑紅外信號，基于平滑紅外信號計算得到奈奎斯特頻率，以N倍奈奎斯特頻率作為采樣頻率對平滑紅外信號進行離散化處理得到紅外光離散序列，將紅外光離散序列向量化表示得到紅外光離散向量，按照紅外光離散向量對應波長由低至高的順序進行排序并進行向量拼接處理得到紅外光離散矩陣，通過偏最小二乘法建立紅外光離散矩陣與皮下脂肪預測厚度的預測回歸方程組，基于預設正則化參數與預測回歸方程組計算得到嶺回歸方程系數與最小二乘殘差平方，基于嶺回歸方程系數、最小二乘殘差平方和嶺回歸多項式計算得到回歸參量，通過回歸參量、預測回歸方程組和預設正則化參數計算得到得分矩陣，基于得分矩陣與預測回歸方程組計算得到皮下脂肪預測厚度。
7.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述超聲波計算單元用于對超聲波電信號數據進行計算得到測試兒童的內臟脂肪含量，通過巴特沃斯低通濾波對超聲波電信號數據進行高頻噪聲去除處理得到去噪超聲波信號，通過互相關法對預設低頻輸出超聲波與去噪超聲波信號計算得到超聲波衰減系數，基于超聲波聲衰減系數進行灰度級別映射建立超聲衰減灰度圖像，對超聲衰減灰度圖像進行自適應直方圖均衡化與雙線性插值處理得到增強超聲圖像，基于預設的馬爾可夫隨機法對增強超聲圖像進行紋理特征提取特征超聲圖像，通過圖像腐蝕處理和預設二值化分割得到特征預測圖像，基于特征預測圖像中的灰度像素占全部像素的比例得到內臟脂肪預測含量。
8.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述綜合預測單元用于計算得到兒童軀干脂肪百分比預測值，基于測試兒童的身高和體重計算得到三元體重指數，基于三元體重指數計算得到軀干系數，基于測試兒童的體重、身高、軀干系數、皮下脂肪預測厚度和內臟脂肪預測含量計算得到兒童軀干脂肪百分比預測值，其計算表達式為：
9.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述交互單元用于接收操作指令和發出聲光提醒，所述操作指令包括啟動檢測指令、停止檢測指令、測試兒童信息輸入指令、預測結果查詢指令、歷史記錄數據查詢指令、第一壓力閾值設置、第二壓力閾值設置、時間差閾值設置、第一回波強度閾值設置和第二回波強度閾值設置，所述聲光提醒包括操作指令接收提示音、采集成功聲光提醒和采集未成功聲光提醒；
10.一種電子設備，包括儲存器、處理器及儲存在儲存器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-9任一項所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型。
...【技術特征摘要】
1.一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于，包括：數據采集模塊、數據處理模塊、終端模塊和電源模塊；
2.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述近紅外采集單元用于對測試兒童的皮下脂肪進行紅外測量得到紅外電信號數據，所述紅外測量的邏輯包括：通過近紅外采集單元中的紅外發光二極管探頭依次在各紅外測量點位置向測試兒童發射預設波長組合的近紅外光，所述預設波長組合的近紅外光對測試兒童照射后產生近紅外背向反射光，通過近紅外采集單元中的光電傳感器對近紅外背向反射光進行接收并轉換得到紅外電信號數據；
3.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述超聲波采集單元用于對測試兒童的內臟脂肪進行超聲波測量得到超聲波電信號數據，所述超聲波測量的邏輯包括：通過超聲波探頭依次在各超聲波測量點位置向測試兒童發射預設低頻輸出超聲波，通過超聲波探頭內的壓電晶體接收超聲回波信號得到超聲波電信號數據；
4.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述采集判斷單元用于對近紅外采集單元在各紅外測量點位置的數據采集質量進行一次判斷得到第一判斷結果，對超聲波采集單元在各超聲波測量點位置的數據采集質量進行二次判斷得到第二判斷結果；
5.如權利要求4所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述一次判斷的邏輯包括：在紅外采集單元依次在各紅外測量點位置對測試兒童的皮下脂肪進行測量時，通過紅外發光二極管探頭上的壓力傳感器獲取壓力數據，基于壓力數據計算得到最小壓力與平均壓力，當且僅當最小壓力大于第一壓力閾值、平均壓力大于第二壓力閾值時判斷為采集成功，否則判斷為采集未成功；
6.如權利要求1所述的一種兒童軀干脂肪百分比預測模型，其特征在于：所述紅外計算單元用于對紅外電信號數據進行計算得到測試兒童的皮下脂肪含量，通過帶通濾波器對紅外光信號進行去噪處理得到平滑紅外信號，基于平滑紅外信號計算得到奈奎斯特頻率，以n倍奈奎斯特頻率作為采樣頻率對平滑紅外信號進行離散化處理得到紅外光離散序列，將紅外光離散序列向量化表示得到紅外光離散向量，按照紅外光離散向量對應波長由低至高的順序進行排序并進行向量拼接處理得到...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉夏陽，和曉峰，吳旭生，段永恒，尚麗，陳芮，
申請(專利權)人：深圳市衛生健康發展研究和數據管理中心，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。