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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本申请提供了一种卒中患者早期运动康复护理的智能监测系统及方法，涉及智能监测领域，其获取由可穿戴式设备采集的被监控卒中患者对象的运动康复数据的队列，并采用基于深度学习的数据处理和分析算法来对这些运动康复数据进行时序特征提取和信息传播聚合，以此根据所述运动康复数据在全时域上聚合的多模态融合特征来自动判断被监控卒中患者对象是否存在生理异常。这样，能够通过可穿戴式设备实时采集被监控卒中患者对象的运动康复数据，并结合深度学习算法对多种生理参数进行实时分析和时序关联特征捕获，以此更全面地反映患者的生理状态变化。

主权项：1.一种卒中患者早期运动康复护理的智能监测系统，其特征在于，包括：被监控卒中患者对象运动康复数据获取模块，用于获取由可穿戴式设备采集的被监控卒中患者对象的运动康复数据的队列，其中，所述运动康复数据包括血氧饱和度、心率值、血压值、呼吸频率值；运动康复数据重组模块，用于将所述运动康复数据的队列按照参数样本维度进行数据重组以得到血氧饱和度的队列、心率值的队列、血压值的队列和呼吸频率值的队列；运动康复数据序列编码模块，用于将所述血氧饱和度的队列、所述心率值的队列、所述血压值的队列和所述呼吸频率值的队列分别输入序列编码器以得到血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的序列、心率局部时序关联隐含特征向量的序列、血压局部时序关联隐含特征向量的序列、呼吸频率局部时序关联隐含特征向量的序列；运动康复数据时序传播模块，用于将所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的序列、所述心率局部时序关联隐含特征向量的序列、所述血压局部时序关联隐含特征向量的序列、所述呼吸频率局部时序关联隐含特征向量的序列输入基于节点能量衰减机制的节点特征传播网络以得到血氧饱和度时序传播聚合表示向量、心率时序传播聚合表示向量、血压时序传播聚合表示向量和呼吸频率时序传播聚合表示向量；运动康复数据多模态融合模块，用于将所述血氧饱和度时序传播聚合表示向量、所述心率时序传播聚合表示向量、所述血压时序传播聚合表示向量和所述呼吸频率时序传播聚合表示向量进行嵌入融合以得到运动康复多模态时序表示特征；生理异常判断模块，用于基于所述运动康复多模态时序表示特征，得到监测结果，所述监测结果用于表示是否存在生理异常；其中，所述运动康复数据序列编码模块，用于：将所述血氧饱和度的队列、所述心率值的队列、所述血压值的队列和所述呼吸频率值的队列分别输入基于Bi-LSTM模型的序列编码器以得到所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的序列、所述心率局部时序关联隐含特征向量的序列、所述血压局部时序关联隐含特征向量的序列、所述呼吸频率局部时序关联隐含特征向量的序列；其中，所述运动康复数据时序传播模块，包括：血氧饱和度局部时序特征能量统计范式值计算单元，用于基于所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的序列中的各个血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的最大值、平均值和方差，来计算所述各个血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的能量统计范式值以得到血氧饱和度局部时序关联隐含能量统计范式值的序列，其中，将所述血氧饱和度局部时序关联隐含能量统计范式值的序列中当前的血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量对应的能量统计范式值作为当前节点能量统计范式值且将其他能量统计范式值作为历史节点能量统计范式值以得到当前血氧饱和度局部时序关联隐含能量统计范式值和历史血氧饱和度局部时序关联隐含能量统计范式值的序列；血氧饱和度局部时序节点传播空间跨度值计算单元，用于统计所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的序列中的各个其他血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量与当前血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量之间的节点传播空间跨度值以得到血氧饱和度局部时序关联隐含传播空间跨度值的序列；血氧饱和度局部时序能量传播衰减系数值计算单元，用于基于所述血氧饱和度局部时序关联隐含传播空间跨度值的序列和所述历史血氧饱和度局部时序关联隐含能量统计范式值的序列，确定所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的序列中的其他各个血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的能量传播衰减系数值以得到血氧饱和度局部时序关联隐含能量传播衰减系数值的序列，其中，所述血氧饱和度局部时序关联隐含能量传播衰减系数值与所述历史血氧饱和度局部时序关联隐含能量统计范式值成反相关关系；血氧饱和度局部时序特征加权单元，用于以所述血氧饱和度局部时序关联隐含能量传播衰减系数值的序列作为权重序列，计算所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的序列中的其他所有血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量之间的加权和以得到历史血氧饱和度局部时序关联隐含能量衰减时序聚合特征向量；血氧饱和度局部时序特征传播聚合单元，用于融合所述当前血氧饱和度局部时序关联隐含能量统计范式值来计算所述历史血氧饱和度局部时序关联隐含能量衰减时序聚合特征向量和所述当前血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的加权和以得到所述血氧饱和度时序传播聚合表示向量；其中，所述血氧饱和度局部时序特征能量统计范式值计算单元，包括：血氧饱和度局部时序关联特征最大值提取子单元，用于提取所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量中各个位置的最大值以得到血氧饱和度局部时序关联隐含特征最大值；血氧饱和度局部时序关联特征统计分析子单元，用于分别计算所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征向量的平均值和方差以得到血氧饱和度局部时序关联隐含特征平均值和血氧饱和度局部时序关联隐含特征方差；第一能量统计范式值计算子单元，用于将所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征方差和预设超参数进行相加后得到的数值乘以四以得到血氧饱和度局部时序关联隐含特征第一能量统计范式值；血氧饱和度局部时序关联特征差异值计算子单元，用于计算所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征最大值与所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征平均值的差值的平方以得到血氧饱和度局部时序关联隐含特征差异值；第二能量统计范式值计算子单元，用于将所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征方差乘以二得到的调制血氧饱和度局部时序关联隐含特征方差与所述预设超参数乘以二得到的数值和所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征差异值进行相加以得到血氧饱和度局部时序关联隐含特征第二能量统计范式值；血氧饱和度局部时序关联隐含能量统计范式值生成子单元，用于将所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征第一能量统计范式值除以所述血氧饱和度局部时序关联隐含特征第二能量统计范式值以得到所述血氧饱和度局部时序关联隐含能量统计范式值。

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