本发明专利技术涉及一种作用于神经调控的呼吸检测装置、方法及系统，其中，装置包括前端部件和后端部件；前端部件包括：呼吸信号采集器，用于采集与呼吸相关的原始信号数据；信号提取单元，用于对所述与呼吸相关的原始信号数据进行预处理，得到预处理数据；信号传输单元，用于将所述预处理数据传输至所述后端部件；后端部件包括：算法处理单元，用于对所述预处理数据进行阈值处理，得到呼吸信号监测数据；异常判断单元，用于对所述呼吸信号监测数据进行异常判断，得到异常判定结果。本发明专利技术能够实时、准确地监测和采集个体的呼吸活动数据。
1、采用物联网技术可以利用各类穿戴式或便携式生理信号采集设备实时地长期采集特殊群体的呼吸信息，并利用人工智能技术分析患者的健康状况，从而实现不间断健康监护进而达到相应的目的。近年来，生活的压力和快节奏使得涌现出一大批心理亚健康的人群，同时随着经济水平大幅度提高，人们对生理健康的关注度和生活舒适度要求变高，对于一些疾病如罕见肌阵挛肌张力障碍综合征，压力性胃功能障碍等，神经调控可以通过影响中枢神经系统的活动来调整或改善身体功能，不会对脑组织造成破坏，也不会出现手术后遗症，所以神经调控的医疗手段逐渐受到关注，而呼吸是一个重要的生理过程，与身体的调节和健康密切相关。呼吸检测系统旨在监测和评估个体的呼吸活动，以提供对呼吸状态、呼吸频率和深度等参数的实时、准确的度量。
2、现有的医疗技术往往会存在药物副作用或者治疗不及时等问题，比如安眠药助眠存在依赖性和成瘾性问题，同时会造成肝肾功能损害，对于缺乏人照管的特殊群体在疾病突发时没有及时抢救危及生命。
1、本专利技术提供一种作用于神经调控的呼吸检测装置、方法及系统，能够对用户身体状况进行实时监测并在发生异常的情况下通过安全性能好的神经调控治疗手段及时处理，满足用户相应的生理需求。
>2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种作用于神经调控的呼吸检测装置，包括前端部件和后端部件；3、所述前端部件包括：
4、呼吸信号采集器，用于采集与呼吸相关的原始信号数据；
5、信号提取单元，用于对所述与呼吸相关的原始信号数据进行预处理，得到预处理数据；
6、信号传输单元，用于将所述预处理数据传输至所述后端部件；
7、所述后端部件包括：
8、算法处理单元，用于对所述预处理数据进行阈值处理，得到呼吸信号监测数据；
9、异常判断单元，用于对所述呼吸信号监测数据进行异常判断，得到异常判定结果。
10、所述信号提取单元包括：
11、模数转换器，用于将所述与呼吸相关的原始信号数据进行模数转换，得到与呼吸相关的数字信号；
12、滤波器，用于对所述与呼吸相关的数字信号进行滤波降噪处理，得到滤波信号；
13、放大器，用于对所述滤波信号进行放大处理，得到预处理数据。
14、所述滤波器采用截止频率为10hz的巴特沃斯低通滤波器，用于提取小于或等于8hz的与呼吸相关的数字信号作为滤波信号。
15、所述算法处理单元包括：
16、设置子单元，用于设置谷值阈值和峰值阈值；
17、记录子单元，用于将所述预处理数据中低于谷值阈值的数据记录为谷值和高于峰值阈值的数据记录为峰值；
18、选取计算子单元，用于选取最近的n个峰值或谷值，并统计所述n个峰值或谷值中各相邻峰值或谷值的间隔时间，并计算间隔时间的平均值，将所述平均值作为呼吸信号监测数据。
19、所述设置单元还用于设置最低间隔时间；所述记录子单元在记录谷值和峰值时，将当前谷值或峰值与上一个谷值或峰值的间隔时间与最低间隔时间进行比较，若当前谷值或峰值与上一个谷值或峰值的间隔时间小于最低间隔时间，则不记录当前谷值或峰值。
20、所述异常判断单元包括：
21、确定子单元，用于确定所述呼吸信号监测数据与时间的关系；
22、分类子单元，用于将所述呼吸信号监测数据与时间的关系输入异常判定模型中，得到异常判定结果；其中，所述异常判定模型是通过机器学习的方式采用训练集训练得到的，其中，训练集为涵盖正常和病症呼吸信号监测数据，其通过时间序列分析方法对呼吸信号监测数据进行特征提取，并根据已有医学知识进行标注。
23、所述呼吸信号采集器为湿度传感器、温度传感器或应力传感器其中的一种或多种。
24、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种作用于神经调控的呼吸检测方法，包括以下步骤：
25、采集与呼吸相关的原始信号数据；
26、对所述与呼吸相关的原始信号数据进行预处理，得到预处理数据；
27、对所述预处理数据进行阈值处理，得到呼吸信号监测数据；
28、对所述呼吸信号监测数据进行异常判断，得到异常判定结果。
29、所述对所述与呼吸相关的原始信号数据进行预处理，得到预处理数据，具体包括：
30、将所述与呼吸相关的原始信号数据进行模数转换，得到与呼吸相关的数字信号；
31、对所述与呼吸相关的数字信号进行滤波降噪处理，得到滤波信号；
32、对所述滤波信号进行放大处理，得到预处理数据。
33、所述对所述预处理数据进行阈值处理，得到呼吸信号监测数据，具体包括：
34、设置谷值阈值和峰值阈值；
35、将所述预处理数据中低于谷值阈值的数据记录为谷值和高于峰值阈值的数据记录为峰值；
36、选取最近的n个峰值或谷值，并统计所述n个峰值或谷值中各相邻峰值或谷值的间隔时间，并计算间隔时间的平均值，将所述平均值作为呼吸信号监测数据。
37、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种神经调控系统，包括反馈部件，其特征在于，还包括上述的作用于神经调控的呼吸检测装置，所述反馈部件根据所述异常判定结果对用户选择性进行神经调控。
38、有益效果
39、由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术能够实时、准确地监测和采集个体的呼吸活动数据，对呼吸状态和模式进行持续的监测，提供即时的神经治疗，其实现了实时监测与反馈治疗的闭环健康管理，能及时有效地保障使用者的生命安全。其中，监测用的呼吸信号采集器可以使用非侵入性传感器，如此无需进行手术或侵入性操作，方便用户佩戴和使用。
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【技术保护点】
1.一种作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，包括前端部件和后端部件；
2.根据权利要求1所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述信号提取单元包括：
3.根据权利要求2所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述滤波器采用截止频率为10Hz的巴特沃斯低通滤波器，用于提取小于或等于8Hz的与呼吸相关的数字信号作为滤波信号。
4.根据权利要求1所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述算法处理单元包括：
5.根据权利要求4所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述设置单元还用于设置最低间隔时间；所述记录子单元在记录谷值和峰值时，将当前谷值或峰值与上一个谷值或峰值的间隔时间与最低间隔时间进行比较，若当前谷值或峰值与上一个谷值或峰值的间隔时间小于最低间隔时间，则不记录当前谷值或峰值。
6.根据权利要求1所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述异常判断单元包括：
7.根据权利要求1所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述呼吸信号采集器为湿度传感器、温度传感器或应力传感器其中的一种或多种。
8.一种作用于神经调控的呼吸检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的作用于神经调控的呼吸检测方法，其特征在于，所述对所述预处理数据进行阈值处理，得到呼吸信号监测数据，具体包括：
10.一种神经调控系统，包括反馈部件，其特征在于，还包括如权利要求1-7中任一所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，所述反馈部件根据所述异常判定结果对用户选择性进行神经调控。
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【技术特征摘要】
1.一种作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，包括前端部件和后端部件；
2.根据权利要求1所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述信号提取单元包括：
3.根据权利要求2所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述滤波器采用截止频率为10hz的巴特沃斯低通滤波器，用于提取小于或等于8hz的与呼吸相关的数字信号作为滤波信号。
4.根据权利要求1所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述算法处理单元包括：
5.根据权利要求4所述的作用于神经调控的呼吸检测装置，其特征在于，所述设置单元还用于设置最低间隔时间；所述记录子单元在记录谷值和峰值时，将当前谷值或峰值与上一个谷值或峰值的间隔时间与最低间隔时间进行比较，若当前谷值或峰值与上一个谷值或...
【专利技术属性】
技术研发人员：涂雯蕙，吕良剑，叶长青，吴幸，毕恒昌，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：
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