1.一种智能呼吸音分析诊断系统,其特征在于:所述智能呼吸音分析诊断系统包括声音采集模块、信号增强模块、特征提取模块、肺心音分离模块、微变异分析模块、疾病标识识别模块、数据整合模块;
所述声音采集模块利用高灵敏度麦克风阵列,在特定的声学环境下收集患者的呼吸音和心音,获取原始呼吸音数据;
所述信号增强模块基于原始呼吸音数据,进行背景噪声的削减和呼吸音信号的强化,优化信号的清晰度,得到清晰呼吸音信号;
所述特征提取模块根据清晰呼吸音信号,应用小波变换分析呼吸音的时频特性,提取关键特征,包括频率分布、能量峰值,生成呼吸音关键特征;
所述肺心音分离模块利用呼吸音关键特征,结合卷积神经网络和长短期记忆网络的混合模型,自动区分肺音和心音,得到呼吸音分离数据;
所述微变异分析模块对呼吸音分离数据进行动态时间弯曲算法分析,识别微小的周期性变异和异常模式,揭示潜在的呼吸功能障碍,生成微变异指标集;
所述微变异分析模块包括时间对齐子模块、差异定位子模块、指标评估子模块;
所述时间对齐子模块基于呼吸音分离数据,执行时间对齐,调整数据点匹配差异时间段的信号,确保数据在分析前具有一致的时间基准,生成时间对齐数据;
所述差异定位子模块基于时间对齐数据,采用动态时间弯曲算法进行周期性变异和异常模式的识别,并通过设定阈值筛选出显著差异,生成差异定位结果;
所述差异定位子模块的执行式如下:
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其中, 表示到达点和的最小累积距离, 表示点和点之间的距离度量,和表示分别代表两个时间序列中的时间点, 表示序列长度调整因子, 表示时间弹性系数, 表示异常模式权重;
所述指标评估子模块基于差异定位结果,分析识别的差异与呼吸功能障碍之间的关联,根据差异的类型和程度,揭示潜在的呼吸功能障碍,构建微变异指标集;
所述疾病标识识别模块根据微变异指标集,与已知的疾病特征进行匹配,分析患者潜在的呼吸系统疾病,得到疾病预测结果;
所述数据整合模块对疾病预测结果进行汇总和格式化,包括潜在呼吸系统和心脏疾病标识,生成综合健康数据概览。
2.根据权利要求1所述的智能呼吸音分析诊断系统,其特征在于:所述原始呼吸音数据包括差异呼吸阶段的声音波形、声音强度变化,所述清晰呼吸音信号包括采样频率和量化位数,所述呼吸音关键特征包括频率分布、声音持续时间、声音能量分布,所述呼吸音分离数据肺音的持续时间、心音的节律和频率,所述微变异指标集包括变异频率、变异强度、变异时间间隔,所述疾病预测结果具体为潜在疾病类型、关联疾病类型,所述综合健康数据概览包括疾病预测概览、关键变异特征、建议检查项目。
3.根据权利要求1所述的智能呼吸音分析诊断系统,其特征在于:所述声音采集模块包括声音定位子模块、信号录制子模块、数据初步处理子模块;
所述声音定位子模块基于高灵敏度麦克风阵列,在特定的声学环境下捕捉并定位患者的呼吸音和心音最优采集点,生成定位结果;
所述信号录制子模块基于定位结果,利用高灵敏度麦克风阵列收集患者的呼吸音和心音,获取初始呼吸音数据;
所述数据初步处理子模块基于初始呼吸音数据,进行初步的信号整理,剔除无效数据和明显误差,得到原始呼吸音数据。
4.根据权利要求1所述的智能呼吸音分析诊断系统,其特征在于:所述信号增强模块包括噪声识别子模块、信号调整子模块、清晰度调整子模块;
所述噪声识别子模块分析原始呼吸音数据的频谱,标定环境和非环境噪声的频率范围,调整滤波器参数匹配频率,生成噪声标定数据;
所述信号调整子模块根据噪声标定数据,调整信号处理参数,包括增益和频率响应,强化呼吸音信号并抑制噪声,获取调整后信号;
所述清晰度调整子模块利用调整后信号进行动态范围压缩和均衡调整,优化音频信号的总体清晰度,生成清晰呼吸音信号。
5.根据权利要求1所述的智能呼吸音分析诊断系统,其特征在于:所述特征提取模块包括时频分析子模块、特征识别子模块、特征整合子模块;
所述时频分析子模块基于清晰呼吸音信号,执行时频变换,分析信号在不差异时间和频率上的表现,揭示信号的动态特性,生成时频分析结果;
所述特征识别子模块对时频分析结果进行关键特征信号识别,包括频率分布和能量峰值,提炼结果中最有价值的信息,获取特征数据集;
所述特征整合子模块基于特征数据集,对提取的特征进行整合和优化,保证数据的完整性和可用性,结合特征的重要性和互相关联性,构建呼吸音关键特征。
6.根据权利要求1所述的智能呼吸音分析诊断系统,其特征在于:所述肺心音分离模块包括特征筛选子模块、模型训练子模块、音频分类子模块;
所述特征筛选子模块基于呼吸音关键特征,若特征符合预设条件,包括频率范围和能量阈值,则提取用于区分肺音和心音的关键特征,生成筛选后特征集;
所述模型训练子模块根据筛选后特征集,循环训练卷积神经网络和长短期记忆网络的混合模型,直到达到预定的性能指标,保证准确率和损失率满足阈值,获取训练完善模型;
所述音频分类子模块基于训练完善模型,对输入的呼吸音进行分类,若模型判断音频特征匹配肺音特征,则归类为肺音,否则归类为心音,构建呼吸音分离数据。
7.根据权利要求1所述的智能呼吸音分析诊断系统,其特征在于:所述疾病标识识别模块包括特征匹配子模块、疾病分析子模块、诊断结果生成子模块;
所述特征匹配子模块基于微变异指标集,执行与已知疾病特征库的匹配过程,通过比较微变异指标集与特征库中疾病的特征,生成特征匹配结果;
所述疾病分析子模块根据特征匹配结果,分析匹配到的疾病特征与患者呼吸音数据之间的相关性,通过计算相似度评分,筛选出潜在呼吸系统疾病,获取潜在疾病分析结果;
所述预测结果生成子模块基于潜在疾病分析结果,综合患者的微变异指标和疾病特征匹配度,包括潜在疾病名称,构建疾病预测结果。
8.根据权利要求1所述的智能呼吸音分析诊断系统,其特征在于:所述数据整合模块包括结果汇总子模块、格式化处理子模块、概览构建子模块;
所述结果汇总子模块基于疾病预测结果,收集并汇总所有相关的健康数据,包括潜在的呼吸系统和心脏疾病标识,生成汇总数据集;
所述格式化处理子模块根据汇总数据集对数据进行格式化处理,确保信息的清晰度和可读性,通过规范数据的展示格式,获取格式化数据;
所述概览构建子模块基于格式化数据,综合分析和整理信息,进行关键健康指标获取和疾病风险评估,生成综合健康数据概览。