[发明专利]一种用于AMS风险评估的数字仿真器

权利要求书

1.一种用于AMS风险评估的数字仿真器，其特征在于，包括人群模拟模块、测量干扰模拟模块以及AMS风险评估模块；

人群模拟模块，通过应用人体低氧应激系统的数学模型以及多个实例实验数据，创建具备不同低氧耐受能力的模拟人群；

所述人体低氧应激系统的数学模型通过利用实例实验数据并采取系统辨识理论辨识得出；

测量干扰模拟模块，用于模拟SpO₂信息内的测量干扰与深呼吸生理干扰，并将模拟的干扰信号叠加到所模拟人群的SpO₂生成曲线上；

AMS风险评估模块，获取用于评估AMS风险的指标，该指标设计基于所辨识模型的参数，用于表征不同虚拟人群的真实低氧适应能力；

所述人群模拟模块包括数据采集与处理单元、模型辨识与参数确定单元和SpO₂曲线生成单元；

所述数据采集与处理单元，采集N名实验实例在IHT期间所通入的氧气浓度数据{O^j(h)},h＝1,2,...,l^j，j＝1,2,...,N，h表示采样时刻，l^j表示第j个实验人员的总采样次数，以及SpO₂测量数据{S^j(h)},h＝1,2,...,l^j，对SpO₂测量数据进行缺失值处理，得到序列后对其进行低通滤波，预处理后的数据为

所述模型辨识与参数确定单元，分别以N名实验实例在IHT期间所通入的氧气浓度{O^j(h)},h＝1,2,...,l^j为输入，预处理后的SpO₂测量数据为输出，利用离散系统的辨识方法确定各实例的离散低氧应激系统模型；

根据所确定的各实例的离散低氧应激系统模型参数，结合3σ原则确定模拟人群的离散低氧应激系统模型的模型参数取值范围；

所述SpO₂曲线生成单元，对于辨识出来的模型结构，通过在所述模型参数取值范围内选取不同数值，创建一个模拟人群，并对其通入IHT氧浓度曲线后，得到多个存在低氧耐受差异的模拟人群的低通滤波后SpO₂曲线其中，h′表示模拟的采样时刻，表示第j_s个虚拟受试者的SpO₂的总采样次数。

2.如权利要求1所述的一种用于AMS风险评估的数字仿真器，其特征在于，所述测量干扰模拟模块，对缺失值处理后的SpO₂序列进行高频滤波，获取各实例的噪声序列后，得到总噪声序列并在人群模拟模块中生成的SpO₂曲线的基础上随机叠加总干扰序列{S_d(h^o)}中的任意等长段序列得到最终的模拟人群的生成序列

3.如权利要求1所述的一种用于AMS风险评估的数字仿真器，其特征在于，所述AMS风险评估模块，根据所辨识的离散模型的特征方程计算极点值，记为p_i,i＝1,2,...,N_p，N_p为极点的总数，各极点在复平面中距离单位圆的垂直距离为d_i＝1-|p_i|,i＝1,2,...N_p，其中，|·|表示模值；AMS风险评估指标定义为通过计算模拟人群的AMS风险评估指标得到其真实的低氧耐受水平。