基于ResNet网络的指尖妊娠脉信号分析

【摘要】：脉诊在中国传统中医领域是一种极具特色的诊断方法,经过多年的发展,中医脉诊以其无创检测的特点,在国际上受到越来越多的重视。然而到目前为止,脉诊主要靠中医的实践与传承,不利于论证脉诊的可靠性以及大规模推广,因此,如何将脉搏数据化、将脉诊客观化成为现代中医学的一大重要研究方向。在中医脉诊中,为很多人所知的一种脉象叫做“喜脉”,也叫妊娠脉。中医认为,在女性怀孕期间,由于胎儿的生长需要母体提供养分,孕妇的气血会发生一定程度的改变,从而引发脉象的相应变化。现代化的验孕方式主要有三种,验孕棒检测、B超检测和验血检查,验孕棒不可重复使用且准确率受一些外在因素的影响,B超检测和验血检查需要去医院检查,耗时耗力,其中抽血检查还是有创检查。将中医的脉诊和现代科技相结合,可以使我们获取精确的人体脉搏信息,本课题的思路就是利用现代化的技术分析女性指尖脉搏,找到脉搏中妊娠脉的特征信息,信号经过收集归类、小波降噪、周期分割、去异常值、去基线漂移、去突变值、质量检测、小波变换和ResNet18神经网络训练学习后,可以将女性的指尖脉搏信号准确的归类。也就是说,本课题提出了一种全新的验孕方式,这种基于指尖脉搏波的妊娠女性筛查方法,可重复使用、检测成本低、测试体验好,同时具有较高的验孕准确度。本课题在上述工作的基础上,做了三个实验。第一个实验是判别女性是否妊娠的指尖脉信号分类实验,收集45名孕妇和45名未孕女性的指尖脉搏数据,经过数据预处理后得到10183条孕妇脉搏和12243条未孕女性的指尖脉搏波,其中66名女性的数据作为训练集,其他数据作为测试集,经计算,24名测试集女性的脉搏全部被正确归类,验孕准确度计算为100%。第二个实验是孕早期女性和未孕女性的分类实验,有16名孕早期孕妇、15名未孕女性的指尖脉搏作为训练集,4名孕妇和4名普通女性的指尖脉搏作为测试集,8名测试集女性的生理状态全部被正确分类,因此孕早期女性的验孕准确度为100%。第三个实验是不同时间长度的脉搏信号分析识别准确度实验,通过输入20秒、30秒、1分钟到2分钟的短时脉搏,计算得出的验孕成功准确率分别为86.96%、90.48%、91.30%、95.45%,说明输入较短时长的脉搏信号也能输出准确率较高的结果,且测试时间越长,准确度越高。