[发明专利]基于心电与脑电信息结合的糖尿病前期检测系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于心电与脑电信息结合的糖尿病前期检测系统和方法。该系统包括：信号获取模块，其利用可穿戴设备以无创方式同步获取用户的心电信号和脑电信号；特征提取模块，其利用多种方式对由心电特征和脑电特征构成的组合特征集进行降维处理，获得多个降维的组合特征集，并通过分析多个降维的组合特征集与血糖浓度值的相关性选出满足设定相关性标准的心电特征和脑电特征，构成优化的组合特征集；多模融合模块，用于将优化的组合特征集分别输入至经训练的多种类型的神经网络模型，通过融合多种类型的神经网络的输出结果，获得用户糖尿病前期的检测结果。本发明能够提供无创、无疼痛、便捷舒适、低成本的糖尿病前期检测方案。

技术领域

本发明涉及医疗健康技术领域，更具体地，涉及一种基于心电与脑电信息结合的糖尿病前期检测系统和方法。

背景技术

在由血糖正常的健康群体，逐渐发展成糖尿病人群的过程中存在一个时期，即糖尿病前期。糖尿病前期是指血糖调节功能受损,包括空腹血糖受损以及糖耐量受损，但是尚未达到糖尿病诊断标准的一段时期。据统计，有约25％的年轻人,以及约20％的青少年都患有糖尿病前期。对处于糖尿病前期的人，如果不进行干预，每年会有10％左右进展为糖尿病；而如果在糖尿病前期能及时采用相应措施进行干预，例如使用药物、控制其饮食、加强运动等，发生糖尿病的危险能够下降30％-75％，恢复为正常血糖状况的几率最高可升至70％左右。因此，对糖尿病前期的检测具有非常重要的意义。

目前糖尿病前期的判定方法包括：1)在空腹情况下通过采血获取血糖浓度值，如果空腹血糖值在5.6mmol/L至7.0mmol/L之间，则可判定为糖尿病前期；2)开展口服葡萄糖耐量试验，口服葡萄糖2小时后，通过采血获取血糖浓度，如果血糖值在7.8mmol/L至11.1mmol/L，则判定为糖尿病前期。然而，现有技术方案均需采集静脉血或者指尖血，会给患者带来较大疼痛和感染的风险，并且检测成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于心电和脑电信息相结合的糖尿病前期检测方法，通过开展口服葡萄糖耐量试验，并利用可穿戴设备同步获取心电和脑电信息，进而提取心电和脑电的相关特征，实现糖尿病前期的检测。

根据本发明的第一方面，提供一种基于心电与脑电信息结合的糖尿病前期检测系统。该系统包括：

信号获取模块：利用可穿戴设备以无创方式同步获取用户的心电信号和脑电信号；

特征提取模块：利用多种方式对由心电特征和脑电特征构成的组合特征集进行降维处理，获得多个降维的组合特征集，并通过分析所述多个降维的组合特征集与血糖浓度值的相关性筛选出满足设定相关性标准的心电特征和脑电特征，构成优化的组合特征集；

多模融合模块：用于将所述优化的组合特征集分别输入至经训练的多种类型的神经网络模型，通过融合所述多种类型的神经网络的输出结果，获得用户糖尿病前期的检测结果。

在一个实施例中，所述同步获取用户的心电信号和脑电信号包括：

将用于监测心电信号的六个电极片V1至V6分别放置在用户胸部，其中V1设置在胸骨右缘第四肋间，V2设置在胸骨左缘第四肋间，V3设置在V2与V4之间连线的中点，V4设置在左锁骨中线与第五肋间交叉处，V5水平于腋前线，V6水平于腋中线；

用户在头部佩戴脑电电极帽，该脑电电极帽中分布设置用于监测脑电信号的六个电极，分别对应大脑左半球和右半球的额叶、枕叶、顶叶；

开展葡萄糖耐量试验，并开启心电采集设备和脑电采集设备，以同步获取用户的心电信号和脑电信号。

在一个实施例中，所述特征提取模块执行以下过程：

从所述心电信号中提取多个不同片段的特征信息，从所述脑电信号中分别提取对应大脑不同位置的不同频段的多个脑电特征信息，构成所述组合特征集；