[发明专利]一种基于光电容积脉搏波的无创糖尿病预测系统及方法

说明书

一种基于光电容积脉搏波的无创糖尿病预测系统，包括，光信号发射器、驱动电路、接收电路和处理器模块，其中，所述光信号发射器，其在所述驱动电路的驱动下，获取固定波长和强度的光信号并发射；所述接收电路，其将接收的光电容积脉搏波的光信号转换为光电容积脉搏波的电信号，并进行放大滤波、数模转换，将数字光电容积脉搏波信号发送给所述处理器模块；所述处理器模块，其对所述数字光电容积脉搏波信号进行信号处理、特征提取和建模预测，并可视化显示。本发明的基于光电容积脉搏波的无创糖尿病预测系统及方法，能够实现无创、实时和便捷的糖尿病筛查和患病风险预测。

技术领域

本发明涉及医疗健康技术领域，尤其涉及光学传感器实现无创糖尿病筛查和患病风险预测系统及方法。

背景技术

糖尿病是全球范围内最严重的慢性代谢疾病之一，截至2019年，全球范围内已经有4.6亿的糖尿病患者，而预计到2045年，这个数字将增长到7亿，糖尿病及其并发症对个人和社会造成负担。据统计，目前约有50％的糖尿病患者(大多数为2型糖尿病)未的得到确诊，因此，需要迫切地对这未确诊人群进行诊断，以便提供合适的护理，防止病情恶化。

目前，葡萄糖耐量试验是糖尿病诊断“金标准”,但该方法需要受试者前往医院进行有创的血糖采集，流程繁琐且成本较高，限制了更多糖尿病患者确诊病情。

目前使用的无创糖尿病筛查方法集中在将受试者的生活数据、病例数据或者医疗数据作为输入，预测糖尿病的概率。例如中国专利CN107680676A《一种基于电子病历数据驱动的妊娠期糖尿病预测方法》和CN106682412A《一种基于医疗体检数据的糖尿病预测方法》，但存在信息不易获取，不便于家用等不足，无法满足日常的糖尿病健康管理。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于光电容积脉搏波的无创糖尿病预测系统及方法，利用可穿戴的红光-近红外光传感器设备，采集人体脉搏波信号，能够实现无创、实时和便捷的糖尿病筛查和患病风险预测。

为实现上述目的，本发明提供的基于光电容积脉搏波的无创糖尿病预测系统，包括，光信号发射器、驱动电路、接收电路和处理器模块，其中，

所述光信号发射器，其在所述驱动电路的驱动下，获取固定波长和强度的光信号并发射；

所述接收电路，其将接收的光电容积脉搏波的光信号转换为光电容积脉搏波的电信号，并进行放大滤波、数模转换，将数字光电容积脉搏波信号发送给所述处理器模块；

所述处理器模块，其对所述数字光电容积脉搏波信号进行信号处理、特征提取和建模预测，并可视化显示。

进一步地，所述光信号发射器，还包括，2个或2个以上波长的可见光发射器和2个或2个以上波长的近红外发射器。

进一步地，所述接收电路，包括光信号接收器，放大滤波电路和模数转换电路，其中，

所述光信号接收器，其将接收的光电容积脉搏波的光信号转换为光电容积脉搏波的电信号发送给所述放大滤波电路；

所述放大滤波电路，其将光电容积脉搏波的电信号进行放大滤波，消除高频噪声；

所述模数转换，其将光电容积脉搏波的电信号转换为数字光电容积脉搏波信号后发送给所述处理器模块。

进一步地，所述处理器模块，其进行低频呼吸扰动消除、基于小波变换，从数字光电容积脉搏波信号中获取多重分形谱特征、进行特征空间降维和聚类、构建并训练筛查模型，并根据所述筛查模型进行新样本的预测。

进一步地，所述处理器模块，其采用小波变换模极大方法，计算出多重分形谱坐标和累计系数，从数字光电容积脉搏波信号中获取多重分形谱特征。