[发明专利]一种基于肺音的新冠肺炎智能诊断系统和装置

权利要求书

1.一种基于肺音的新冠肺炎智能诊断系统，其特征在于，该系统应用场景不受限，所述应用场景包括可穿戴设备，包括：

预处理模块，用于对待检肺音数据进行预处理，获得预处理后的肺音数据；

时域和/或频域特征提取模块，用于对预处理后的肺音数据进行特征提取，获得肺音数据的时域和/或频域特征；

第一级神经网络模块，用于对肺音数据时域和/或频域特征进一步提取特征，获得肺音数据的高维特征，所述第一级神经网络模块结构如下：1个CBR模块和6个DSC模块串联；

诊断模块，用于将肺音数据的高维特征在特征降维之后输入至二分类器，获得待检肺音为正常或异常的诊断结果，当且仅当诊断结果为异常时，启动临床分型模块，所述诊断模块结构如下：1个CBR模块、1个APFL模块和Softmax激活函数串联；

临床分型模块，用于将肺音数据的高维特征顺序输入至第二级神经网络模块和多分类器，获得新冠肺炎临床分型结果，所述临床分型模块结构如下：7个DSC模块、1个APFL模块和Softmax激活函数串联；

其中，

所述CBR模块依次包括：卷积层、批归一化层和Relu激活函数；

所述DSC模块依次包括：深度卷积层、批归一化层、Relu激活函数、点卷积层、批归一化层和Relu激活函数；

所述APFL模块包括：平均池化层、展平层和全连接层。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理模块包括：

分割模块，用于将待检肺音数据分割为若干等长的肺音片段，每个肺音片段至少包含一个呼吸周期。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述时域和/或频域特征提取模块包括：

小波变换模块，用于对每个肺音片段进行离散小波变换，得到对应的时频域数据；

数据调整模块，用于调整小波变换之后的不同长度的频带数据长度，得到长度相同的频带数据便于神经网络的输入；

去噪模块，用于对小波域数据进行硬阈值法去噪，得到时域和/或频域特征。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统通过以下方式进行训练：

(1)获取肺音数据，对其进行分割和标签标注，所述标签包括：正常、轻型、普通型、重型和危重型，按照一定比例划分为训练集、验证集和测试集；

(2)使用训练集中的训练样本联合训练第一级神经网络模块、诊断模块和临床分型模块；

(3)对计算出的二分类损失和多分类损失进行加权，得到总损失；

(4)使用总损失进行反向传播来更新神经网络的权重和偏置参数。

5.一种基于肺音的新冠肺炎智能诊断装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取原始肺音数据，并传给如权利要求1至4任一项所述的基于肺音的新冠肺炎智能诊断系统；

基于肺音的新冠肺炎智能诊断系统，用于对原始肺音数据进行诊断。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

微型听诊器式声学传感器，用于记录患者的肺音；

无线传输模块，用于将肺音数据以数字波形文件传输到新冠肺炎智能诊断系统中构建数据集。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

电子听诊器，用于记录患者多个部位的肺音；

传输模块，用于将肺音数据以数字波形文件传输到新冠肺炎智能诊断系统中构建数据集；

所述装置还包括显示模块，用于显示新冠肺炎智能诊断结果。