【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗监测领域，特别是一种放疗患者日常监测管理系统。
技术介绍
1、放射治疗作为癌症治疗的主要手段之一，随着癌症发病率的上升以及放疗技术的进步，在当前临床医学中扮演着越来越重要的角色。在放疗过程中，采集的心率、心率波形、温度以及血氧饱和度等数据与患者放疗期间的生理健康状况紧密相关。心率方面，其变化与心脏功能指标如射血分数（ef）和心肌酶谱相关。放疗可能影响心脏功能，当ef下降或心肌酶谱异常时，常伴随心率变化，心率加快可能提示心脏负担加重。同时，自主神经功能指标如心率变异性（hrv）和血压波动也与心率相互影响，放疗引发的自主神经功能失衡表现为 hrv 降低和血压异常时，心率也会相应改变。血氧饱和度方面，与肺部功能指标动脉血氧分压和肺弥散功能密切相关。放疗引起的放射性肺炎等肺部损伤会使动脉血氧分压降低、肺弥散功能下降，导致血氧饱和度下降。血液携氧能力指标如血红蛋白（hb）含量和红细胞压积（hct）异常时，也会影响血氧水平，放疗导致的贫血等血液系统变化可通过影响 hb和hct使血氧饱和度降低。此外，炎症指标如c反应蛋白（crp）和白细胞介素 - 6（il - 6）等细胞因子在放疗引发炎症反应时升高，会加重心肺负担，影响心率和血氧。代谢指标血糖水平波动以及乳酸水平变化也与心率、血氧有关，放疗影响代谢导致血糖异常可引发心率变化，而组织缺氧时乳酸水平升高与血氧饱和度下降和心率变化相关。综合监测这些数据有助于全面评估放疗患者的生理健康状况，及时发现并处理放疗并发症，保障治疗效果和患者安全。传统的患者进入机房前的身份核对依赖于治疗技
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多模块协同工作、放疗患者生理指标数据获取精准、能及时进行放疗患者风险预测的放疗患者日常监测管理系统。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括身份识别模块、温度心率血氧健康监测模块、信息显示存储及播报模块，硬件系统用于采集每次放疗前患者当前的生理数据并进行存储，所述软件系统包括风险预测模块，所述风险预测模块捕捉硬件系统中获取的放疗患者的生理数据的变化规律并获取预测结果，判断放疗患者是否处于不良反应风险中，风险预测模块包括以下步骤：
3、步骤1、数据收集与整理：收集硬件系统中获取的放疗患者在放疗前测量n次后获得的生理指标数据，所述生理指标数据包括心率、心率波形、血氧饱和度、体温，将获得的生理指标数据整理为时间序列数据，其中表示第i次测量的数据；
4、步骤2、平稳性检验：使用单位根检验检查数据平稳性，检验统计量表示为，其中是自回归系数，是其标准误差，根据检验统计量和5%显著性水平的临界值来比较和判断数据是否平稳，当小于5%显著性水平的临界值时，数据非平稳且存在单位根，经过d阶差分后变为平稳序列，当大于或等于5%显著性水平的临界值时，数据平稳，经过检验以及差分后最终获得平稳序列的数据；
5、步骤3、预测模型定阶：通过观察自相关函数和偏自相关函数图确定数据模型的阶数（p，d，q），其中p为自回归阶数，d为步骤2中确定的差分阶数，q为移动平均阶数；
6、步骤4、预测模型拟合：根据步骤3中确定的数据模型的阶数（p，d，q）构建预测模型并使用最大似然估计法对步骤1中的时间序列数据进行拟合，最终获得模型参数，其中预测模型的表达式为，其中b为滞后算子，是白噪声序列，，；
7、步骤5、预测与动态阈值计算：使用步骤4中拟合好的预测模型对患者下一次放疗时的生理指标值进行预测并获得预测值，使用标准正态分布的分位数计算置信区间作为动态阈值范围，对于95%的置信区间，下限阈值，上限阈值，其中是标准分布的97.5%分位数，计算时取值为1.96，是残差的标准差估计值，的表达式为，其中为第i天的残差，为残差均值；
8、步骤6、根据步骤1中新获取的时间序列数据更新模型和动态阈值。
9、进一步的，步骤1中所述心率波形采集获得后进行滤波处理即可获得当天稳定的波形数据，从而通过一段时间内的波峰数量计算出心率，最终获得与心率相互影响的hrv即心率变异性指标，所述心率变异性指标包括sdnn即全部正常窦性心搏间期的标准差和rmssd即相邻正常窦性心搏间期差值的均方根，所述全部正常窦性心搏间期的标准差表达式为，其中，为第i个正常窦性心搏间期，n为总的心搏间期数量，所述相邻正常窦性心搏间期差值的均方根表达式为，rr间期即两次心跳之间的时间间隔，相邻rr间期的差值为。
10、进一步的，使用小波分析对步骤1中获得的心率波形进行频谱分解，对当天采集的心率波形进行离散小波变换，假设是小波函数，其中j表示尺度，k表示位置，对于心率波形信号rr的离散小波变换系数通过内积计算，离散小波变换系数的表达式为，设在尺度j下的小波系数对应的频率范围为，则功率谱密度函数的表达式为，其中是尺度j对应的频率带宽，是该尺度对应的中心频率，是狄拉克函数，当时，，当时，，小波系数的能量反映尺度j下信号的能量分布情况，其计算公式为，计算并获得频率范围在0.04- 0.15hz的低频功率lf和频率范围在0.15 - 0.4hz的高频功率hf，所述低频功率，所述高频功率。
11、进一步的，使用插值算法补充步骤1中缺失数据保证数据连续性，在数据不平稳时使用一阶差分获得平稳状态的数据。
12、进一步的，所述身份识别模块包括gravity huskylens人脸识别模块和时钟模块，所述gravity huskylens人脸识别模块内置有控制芯片并预存患者人像面容id、判断条件、处理程序，在对患者测量生理指标数据当天进行当前患者的身份识别，并在完成生理指标数据测量后记录该患者当天数据已获取，所述时钟模块记录每个患者完成生理指标数据测量的时间节点，所述温度心率血氧健康监测模块包括mlx90614红外测温模块和max30102心率血氧模块，所述mlx90614红外测温模块进行当前患者当前体温数据的准确获取，所述max30102心率血氧模块进行当前患者当前心率以及血氧饱和度数据的准确获取，所述信息显示存储及播报模块包括串口屏幕显示模块、mp3语音播报模块和sd卡存储模块，所述串口屏幕显示模块配合mp3语音播报模块进行当前患者基本信息、本次治疗机房、治疗次数、以及生理指标数据的实时现实和播报，所述sd卡存储模块存储温度心率血氧健康监测模块获取的患者生理指标数据。
13、本专利技术的日常监测管理系统具有以下优点：本专利技术的技术方案通过硬件系统和软件系统多模块的协同配合，快速高效地获取放疗患者对应的当前生理指标数据，通过对所获得的数据的处理构建并拟合出放疗患者放疗后可能面临风险的预测模型，从而通过模型捕捉放疗患者在放疗过程中自身生理指标数据的变化规律，通过生理指标数据的监测进行生理指标数据趋势的预测判断，方便主治医生全面评估本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种放疗患者日常监测管理系统，其特征在于：包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括身份识别模块、温度心率血氧健康监测模块、信息显示存储及播报模块，硬件系统用于采集每次放疗前患者当前的生理数据并进行存储，所述软件系统包括风险预测模块，所述风险预测模块捕捉硬件系统中获取的放疗患者的生理数据的变化规律并获取预测结果，判断放疗患者是否处于不良反应风险中，风险预测模块包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种放疗患者日常监测管理系统，其特征在于：步骤1中所述心率波形采集获得后进行滤波处理即可获得当天稳定的波形数据，从而通过一段时间内的波峰数量计算出心率，最终获得与心率相互影响的HRV即心率变异性指标，所述心率变异性指标包括SDNN即全部正常窦性心搏间期的标准差和RMSSD即相邻正常窦性心搏间期差值的均方根，所述全部正常窦性心搏间期的标准差表达式为，其中，为第i个正常窦性心搏间期，N为总的心搏间期数量，所述相邻正常窦性心搏间期差值的均方根表达式为，RR间期即两次心跳之间的时间间隔，相邻RR间期的差值为。
3.根据权利要求2所述的一种放疗患者日常监测管理系统，其特
4.根据权利要求1或2或3所述的一种放疗患者日常监测管理系统，其特征在于：使用插值算法补充步骤1中缺失数据保证数据连续性，在数据不平稳时使用一阶差分获得平稳状态的数据。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种放疗患者日常监测管理系统，其特征在于：所述身份识别模块包括Gravity HUSKYLENS人脸识别模块和时钟模块，所述Gravity HUSKYLENS人脸识别模块内置有控制芯片并预存患者人像面容ID、判断条件、处理程序，在对患者测量生理指标数据当天进行当前患者的身份识别，并在完成生理指标数据测量后记录该患者当天数据已获取，所述时钟模块记录每个患者完成生理指标数据测量的时间节点，所述温度心率血氧健康监测模块包括MLX90614红外测温模块和MAX30102心率血氧模块，所述MLX90614红外测温模块进行当前患者当前体温数据的准确获取，所述MAX30102心率血氧模块进行当前患者当前心率以及血氧饱和度数据的准确获取，所述信息显示存储及播报模块包括串口屏幕显示模块、MP3语音播报模块和SD卡存储模块，所述串口屏幕显示模块配合MP3语音播报模块进行当前患者基本信息、本次治疗机房、治疗次数、以及生理指标数据的实时现实和播报，所述SD卡存储模块存储温度心率血氧健康监测模块获取的患者生理指标数据。
6.根据权利要求4所述的一种放疗患者日常监测管理系统，其特征在于：所述身份识别模块包括Gravity HUSKYLENS人脸识别模块和时钟模块，所述Gravity HUSKYLENS人脸识别模块内置有控制芯片并预存患者人像面容ID、判断条件、处理程序，在对患者测量生理指标数据当天进行当前患者的身份识别，并在完成生理指标数据测量后记录该患者当天数据已获取，所述时钟模块记录每个患者完成生理指标数据测量的时间节点，所述温度心率血氧健康监测模块包括MLX90614红外测温模块和MAX30102心率血氧模块，所述MLX90614红外测温模块进行当前患者当前体温数据的准确获取，所述MAX30102心率血氧模块进行当前患者当前心率以及血氧饱和度数据的准确获取，所述信息显示存储及播报模块包括串口屏幕显示模块、MP3语音播报模块和SD卡存储模块，所述串口屏幕显示模块配合MP3语音播报模块进行当前患者基本信息、本次治疗机房、治疗次数、以及生理指标数据的实时现实和播报，所述SD卡存储模块存储温度心率血氧健康监测模块获取的患者生理指标数据。
...【技术特征摘要】
1.一种放疗患者日常监测管理系统，其特征在于：包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括身份识别模块、温度心率血氧健康监测模块、信息显示存储及播报模块，硬件系统用于采集每次放疗前患者当前的生理数据并进行存储，所述软件系统包括风险预测模块，所述风险预测模块捕捉硬件系统中获取的放疗患者的生理数据的变化规律并获取预测结果，判断放疗患者是否处于不良反应风险中，风险预测模块包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种放疗患者日常监测管理系统，其特征在于：步骤1中所述心率波形采集获得后进行滤波处理即可获得当天稳定的波形数据，从而通过一段时间内的波峰数量计算出心率，最终获得与心率相互影响的hrv即心率变异性指标，所述心率变异性指标包括sdnn即全部正常窦性心搏间期的标准差和rmssd即相邻正常窦性心搏间期差值的均方根，所述全部正常窦性心搏间期的标准差表达式为，其中，为第i个正常窦性心搏间期，n为总的心搏间期数量，所述相邻正常窦性心搏间期差值的均方根表达式为，rr间期即两次心跳之间的时间间隔，相邻rr间期的差值为。
3.根据权利要求2所述的一种放疗患者日常监测管理系统，其特征在于：使用小波分析对步骤1中获得的心率波形进行频谱分解，对当天采集的心率波形进行离散小波变换，假设是小波函数，其中j表示尺度，k表示位置，对于心率波形信号rr的离散小波变换系数通过内积计算，离散小波变换系数的表达式为，设在尺度j下的小波系数对应的频率范围为，则功率谱密度函数的表达式为，其中是尺度j对应的频率带宽，是该尺度对应的中心频率，是狄拉克函数，当时，，当时，，小波系数的能量反映尺度j下信号的能量分布情况，其计算公式为，计算并获得频率范围在0.04- 0.15hz的低频功率lf和频率范围在0.15 - 0.4hz的高频功率hf，所述低频功率，所述高频功率。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种放疗患者日常监测管理系统，其特征在于：使用插值算法补充步骤1中缺失数据保证数据连续性，在数据不平稳时使用一阶差分获得平稳状态的数据。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种放疗患者日常监测管理系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：金献测，郭明柔，顾祥锐，汤朝阳，林靖智，欧阳逸轩，吴邵佳妤，
申请(专利权)人：温州医科大学附属第一医院，
类型：发明
国别省市：
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