【技术实现步骤摘要】
一种基于复阻抗咽造影的吞咽事件检测与智能识别方法及系统
[0001]本专利技术涉及人体吞咽事件的全面检测及智能识别与分析技术。具体设计一种基于复阻抗咽造影的吞咽事件检测与智能识别方法及系统，用于实现人体吞咽事件的智能识别与分析。
技术介绍
[0002]吞咽是一个复杂的神经肌肉反射性生理活动，涉及超过50对肌肉协同工作。受增龄性疾病的影响，全球数百万人患有吞咽障碍，在老年人群及中枢神经系统疾病、神经肌肉疾病等常见疾病的并发症中尤为普遍。吞咽障碍不仅会使患者由于进食障碍而产生恐惧和抑郁心理，还会伴随食物误吸、渗漏和残留，造成患者脱水和营养不良，引发呼吸道感染、(吸入式)肺炎、窒息，甚至危及生命。研究表明，吞咽障碍早期筛查是降低吞咽障碍发病率的关键，可降低约40％的残疾率、10％的肺炎发生率和护理率。近年来，美国心脏与卒中协会、欧洲吞咽障碍学会相继把吞咽障碍早期筛查作为一项关键检测技术，我国也发布了《中国吞咽障碍康复评估与治疗专家共识》等。吞咽障碍早期筛查是降低吞咽障碍发病率的重要手段，而对吞咽事件的准确识别是吞咽障碍筛查和治疗过...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于复阻抗咽造影的吞咽事件检测与智能识别方法，其特征在于实施步骤包括：1)对人体颈部复阻抗信号进行截断并采样以得到电压数字采样序列；2)对采样后的电压信号通过数字整周期锁相放大器得到信号幅值和相位信息；3)将信号幅值与相位信息进行小波变换得到2维小波尺度图；4)将小波尺度图输入卷积神经网络进行训练以实现吞咽事件的检测。2.根据权利要求1所述的基于复阻抗咽造影的吞咽事件检测与智能识别方法，其特征在于，步骤1)的详细步骤包括：1.1)颈部复阻抗信号首先由DDS和DAC产生一个频率为50kHz、峰峰值为1V的正弦电压信号，并通过低通滤波器滤除DAC的高频量化噪声。随后，将正弦电压信号送入镜像恒流源，转换为1mA的电流信号，并通过电流激励电极(I+，I
‑
)注入人体。通过与人体相连接的电压检测电极(V+，V
‑
)经高输入阻抗的差分运算放大器获得的颈部电压复阻抗响应信号。1.2)复阻抗电压采样序列被测颈部电压复阻抗响应模拟信号进行信号预处理的步骤，所述信号预处理包括低通滤波和模数转换。3.根据权利要求1所述的基于复阻抗咽造影的吞咽事件检测与智能识别方法，其特征在于，步骤2)的详细步骤包括：设交变待测信号x(t)如下式所示：x(t)＝Acos(2πft+φ)上式中，A为信号的幅值；f为信号的频率；为信号的初相角。上式所对应的离散序列如下式所示：上式中，f
s
为采样率，n为采样点数。设两路同频正交参考序列r
s
[n]和r
c
[n]如下式所示：上式中，f
s
为采样频率，f
r
为正交参考信号的频率，N表示序列的长度。信号x[n]分别与正交参考序列r
c
[n]和r
s
[n]相乘实现相敏检波的功能，对应的同相分量(I)和正交分量(Q)如下式所示：将上式代入，并利用欧拉公式e
jθ
＝cosθ+jsinθ所得如下式所示：
若正交参考信号的频率f
r
与待测信号的频率f相等，且满足整周期采样条件下式所示：上式中p属于正整数，则可根据等比数列求和公式证明：上式中频率非零分量的累加和为零，即如下式所示：因此，最终可得数字IQ解调的值如下式所示：最终，待测信号x(t)的幅值和相位可根据下式计算：与传统的数字锁相放大算法相比，整周期数字锁相放大算法的前提是满足整周期采样条件，即采样点数N恰好覆盖信号x[n]的正整数p个周期(p≥1)，从而使得数字IQ解调后的二倍频分量的累加和为零。因此，理论上整周期数字整周期锁相放大后不存在高频分量，但由于实际量化误差和信号波动等因素仍然会造成少量残余高频分量，一般仍需在数字IQ解调后加一级FIR低通滤波器滤除残余高频分量。4.根据权利要求1所述的基于复阻抗咽造影的吞咽事件检测与智能识别方法，其特征在于，步骤3)的详细步骤包括：3.1)连续小波变换复阻抗咽造影信号为a(x)∈L2(R)，a(x)的连续小波变换定义如下式所示：上式中，S为尺度因子，τ为平移因子，是尺度因子和平移因子函数。3.2)二维小波尺度图样本二维小波尺度图样本生成步骤如下：(1)初始值给定。设S为尺度，f
s
为采样频率，F
C
为小波中心频率，则S对应的实际频率F
a
如下式所示：
F
a
＝F
C
×
f
s
/S(2)小波基的选取。对复阻抗咽造影信号a(x)进行小波变换，本文采用db5小波基，尺度序列长度设为100，变换后的尺度序列S计...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇祥，张甫，李建闽，林海军，余绍帅，曹远远，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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