Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN110991654A - 基于睡眠与饮食分析的个性化机器学习精神压分析算法 - Google Patents

基于睡眠与饮食分析的个性化机器学习精神压分析算法 Download PDF

Info

Publication number
CN110991654A
CN110991654A CN201911262472.3A CN201911262472A CN110991654A CN 110991654 A CN110991654 A CN 110991654A CN 201911262472 A CN201911262472 A CN 201911262472A CN 110991654 A CN110991654 A CN 110991654A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sas
deep sleep
sleep
large number
high pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911262472.3A
Other languages
English (en)
Inventor
漆进
何奕璇
孙岩啸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201911262472.3A priority Critical patent/CN110991654A/zh
Publication of CN110991654A publication Critical patent/CN110991654A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00—Machine learning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A61B5/165—Evaluating the state of mind, e.g. depression, anxiety
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4806—Sleep evaluation
    • A61B5/4815—Sleep quality
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H10/00—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data
    • G16H10/20—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data for electronic clinical trials or questionnaires
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/60—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to nutrition control, e.g. diets
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/70—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to mental therapies, e.g. psychological therapy or autogenous training

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

基于睡眠与饮食分析的个性化机器学习精神压分析算法。一种个性化人体精神压力预测方法，其特征为：以普及与易得的人体参数为基础，利用机器学习算法来实现因人而异的人体精神压力大小预测。

Description

基于睡眠与饮食分析的个性化机器学习精神压分析算法
技术领域
本发明涉及一种人员精神压力检测算法，尤其涉及一种个性化的基于睡眠等参数的机器学习算法。
背景技术
众所周知，人的心理压力和饮食习惯对于人的睡眠质量有很大的影响，通过量化人的心理压力，饮食习惯，以及睡眠质量，并且寻找四对一的映射关系可以帮助人们监控自己精神状况以及生活状况。
生活中当人们压力大时，除了通过专业的心理测试如SAS(焦虑自评量表)可以量化自己的压力指标，人是很难具体知道自己的压力的。但是在不同压力状况下人的机体可能会有不同的反应，比如：暴饮暴食，睡眠质量差。当然也可以这么说，当人的睡眠质量差，或者开始暴饮暴食时，我们可以推测他的心理压力比较大。这种推测其实在公认的焦虑自评量表(SAS)中体现的非常明显，该量表会通过调查问卷，来记录一个人做的噩梦，或者头晕等身体症状，然后来预测人的压力指标。但是想要该表是针对于所有具有焦虑症状的成年人，而人和人之间是有差异的，如果能设计一个个性化的压力监控指标且能根据人的习惯进行自动学习，就可帮助人们实现个性化的压力监控。
现有的专利如“肌电压”法(专利CN109938756A.2019.06.28)是对人体生理信号的直接测量分析，缺乏对人主观意识的参考，精度欠佳；本专利综合参考主观精神状况指标(SAS评分)、人体参量中的饮食量与睡眠质量，是一种简便、高精度的精神压力检测法，在公司职员、学校师生心理健康测评方面有十分可观的前景。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
第一步，通过公开数据集或问卷调查取得大量受访者的一周的饮食习惯以及每天的压力测试指标和睡眠质量。
1.饮食习惯可以量化为:吃三餐的时间以及菜的品种(甜食，荤，素，半荤)与量。方法一：通过健康软件填写计算；方法二：利用图像特征提取计算饮食卡路里数。
2.睡眠质量分为睡眠时间，深度睡眠和浅睡眠时间长短(可以通过心率式智能手环获得)；
3.压力指标可通过(SAS)量化测得。
之后利用数学方法如：决策回归树，进行回归预测，在数据量允许的条件下可以得到一个比较好的预模型。
第二步，实现个人化，当模型提供给个人使用时，个人再计入其个人的饮食和睡眠，压力情况，再对模型进行微调。在一定时间后，模型能够称为其定制的专属压力监控手段。
附图说明
附图是决策树
具体实施方式
Figure BDA0002310133050000021
Figure BDA0002310133050000022
其中H(D)是数据集的信息熵，Gain(D,a)为某一属性的增益。
ID3决策树算法：
Figure BDA0002310133050000023
样例数据集：
1 荤 大量 深睡长 SAS高 压力大
2 荤 适量 深睡长 SAS高 压力大
3 荤 大量 深睡短 SAS高 压力大
4 素 适量 深睡长 SAS低 压力小
5 素 大量 深睡短 SAS高 压力大
6 荤 大量 深睡长 SAS低 压力大
7 素 适量 深睡长 SAS高 压力小
8 荤 大量 深睡短 SAS高 压力大
9 素 大量 深睡长 SAS高 压力大
计算各个属性的信息增益：
Figure BDA0002310133050000024
Figure BDA0002310133050000031
Figure BDA0002310133050000032
Figure BDA0002310133050000033
∴第一决策采用增益最大的“睡眠”属性，分类结果为：1，2，4，6，7，9；3，5，8.对每一组重复运用ID3算法，得最终如图决策树。

Claims (5)

1.一种个性化人体精神压力预测方法，其特征为：以普及与易得的人体参数为基础，利用机器学习算法来实现因人而异的人体精神压力值预测。
2.根据权利要求1所述的精神压力预测方法，其特征为：采用的数据集为饮食量、睡眠质量与SAS测评值，并且区别与应用瞳孔图像特征提取来进行人体情绪分析，饮食量、睡眠质量与人的精神状况的关系更强；区别于单纯应用人体血压、心率参数，SAS的主观测评值能更加精准地预测人体精神状况。
3.根据权利要求1所述的精神压力预测方法，其特征为：使用机器学习决策树方法，首先做大数据集的模型训练来获得基础模型；在用户端适配时通过加入其本人一段时间一定的数据量，易获得更具个性化的模型：
Figure FDA0002310133040000011
Figure FDA0002310133040000012
H(D)为数据集的信息熵，Gain(D,a)为某属性的增益；
ID3决策树算法：
Figure FDA0002310133040000013
1 荤 大量 深睡长 SAS高 压力大 2 荤 适量 深睡长 SAS高 压力大 3 荤 大量 深睡短 SAS高 压力大 4 素 适量 深睡长 SAS低 压力小 5 素 大量 深睡短 SAS高 压力大 6 荤 大量 深睡长 SAS低 压力大 7 素 适量 深睡长 SAS高 压力小 8 荤 大量 深睡短 SAS高 压力大 9 素 大量 深睡长 SAS高 压力大
计算各个属性的信息增益：
Figure FDA0002310133040000014
Figure FDA0002310133040000021
Figure FDA0002310133040000022
Figure FDA0002310133040000023
Figure FDA0002310133040000024
∴第一决策采用增益最大的“睡眠”属性，分类结果为：1，2，4，6，7，9；3，5，8。
4.根据权利要求1所述的精神压力预测方法，其特征为：对每一组重复运用ID3算法，得最终的决策树。并使用预剪枝、后剪枝来缓解过拟合。
5.根据权利要求1所述的精神压力预测方法，其特征为：当获得个人数据后，此决策树可以加入个人数据重新生成，并具有缺失的容纳性，即：如果用户时间较紧或心情较差不远离填某项数据，决策树可以做缺失值处理，生成预测。
CN201911262472.3A 2019-12-10 2019-12-10 基于睡眠与饮食分析的个性化机器学习精神压分析算法 Pending CN110991654A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911262472.3A CN110991654A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 基于睡眠与饮食分析的个性化机器学习精神压分析算法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911262472.3A CN110991654A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 基于睡眠与饮食分析的个性化机器学习精神压分析算法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110991654A true CN110991654A (zh) 2020-04-10

Family

ID=70092127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911262472.3A Pending CN110991654A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 基于睡眠与饮食分析的个性化机器学习精神压分析算法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110991654A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003204909B2 (en) * 2002-06-28 2005-06-23 Pathfinder Psychological Consultancy Pty Ltd Computer-aided system and method for self-assessment and personalised mental health consultation
US20060184496A1 (en) * 2005-01-14 2006-08-17 Wang Lu-Yong System and method for molecular diagnosis of depression based on boosting classification
JP2012000449A (ja) * 2010-05-17 2012-01-05 Mitsuyoshi Kenkyusho:Kk 行動分析方法および行動分析装置
US20150370994A1 (en) * 2012-08-16 2015-12-24 Ginger.io, Inc. Method for modeling behavior and psychotic disorders
US20170000422A1 (en) * 2012-08-16 2017-01-05 Ginger.io, Inc. Method and system for modeling behavior and heart disease state
WO2018227239A1 (en) * 2017-06-12 2018-12-20 Medibio Limited Mental state indicator
CN109106384A (zh) * 2018-07-24 2019-01-01 安庆师范大学 一种心理压力状况预测方法及系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003204909B2 (en) * 2002-06-28 2005-06-23 Pathfinder Psychological Consultancy Pty Ltd Computer-aided system and method for self-assessment and personalised mental health consultation
US20060184496A1 (en) * 2005-01-14 2006-08-17 Wang Lu-Yong System and method for molecular diagnosis of depression based on boosting classification
JP2012000449A (ja) * 2010-05-17 2012-01-05 Mitsuyoshi Kenkyusho:Kk 行動分析方法および行動分析装置
US20150370994A1 (en) * 2012-08-16 2015-12-24 Ginger.io, Inc. Method for modeling behavior and psychotic disorders
US20170000422A1 (en) * 2012-08-16 2017-01-05 Ginger.io, Inc. Method and system for modeling behavior and heart disease state
WO2018227239A1 (en) * 2017-06-12 2018-12-20 Medibio Limited Mental state indicator
CN109106384A (zh) * 2018-07-24 2019-01-01 安庆师范大学 一种心理压力状况预测方法及系统

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
U SRINIVASULU REDDY: ""Machine Learning Techniques for Stress Prediction in Working Employees"" *
亓文娟，等: ""决策树算法在大学生心理健康测评系统中的应用"" *
任丽君: ""大学生心理问题数据挖掘系统的设计与实现"" *
卢彤鸣: ""大学生心理健康智能分析系统的设计与应用"" *
吴小刚，等: ""决策树算法在大学生心理健康评测中的应用"" *
江家龙，等: ""C4.5算法在大学生心理健康分析中的应用"" *
赵晓艳: ""高职生心理数据挖掘系统的应用与研究"" *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Barthel Index of activities of daily living: item response theory analysis of ratings for long-term care residents
CN112890816A (zh) 一种个人用户的健康指数评分方法和装置
JP6864947B2 (ja) 健康度ポジショニングマップおよび健康関数を作成する方法、システム、およびプログラム、ならびにそれらの使用方法
CN104217095A (zh) 人体健康功能状态评估模型
CN101149767A (zh) 一种无创型健康评估模型的通用建立方法及其装置
CN111599438A (zh) 一种基于多模态数据的面向糖尿病患者的实时饮食健康监控方法
TW201424683A (zh) 脈波與體質健康風險評估系統與方法
CN105868532B (zh) 一种智能评估心脏衰老程度的方法及系统
Ollander et al. Feature and sensor selection for detection of driver stress
CN101794354A (zh) 高血压危险度测评方法
CN114943629A (zh) 一种健康管理保健服务系统及其健康管理方法
CN111513726A (zh) 一种基于iht动态性能评估ams风险的系统
CN106777872A (zh) 一种基于智能穿戴技术进行老年人生活质量评价的方法
US20220051806A1 (en) Counseling method and counseling device
CN107157498B (zh) 一种针对脑力疲劳的语音疲劳度检测方法
KR20100102963A (ko) 유비쿼터스환경에서의 웰빙라이프케어 인덱스 모델 제작 방법
CN114699063A (zh) 体脂率的测量方法、装置及计算机可读存储介质
CN116864062B (zh) 一种基于互联网的健康体检报告数据分析管理系统
CN110991654A (zh) 基于睡眠与饮食分析的个性化机器学习精神压分析算法
CN108338777A (zh) 一种脉搏信号检测分析方法及装置
Zuverza-Chavarria et al. Measurement properties of the CLOX Executive Clock Drawing Task in an inpatient stroke rehabilitation setting.
Elliott Reynolds Intellectual Assessment Scales.
CN111180042A (zh) 一种基于标准营养素指标评价个人饮食的方法
CN105930646A (zh) 一种评估心脏衰老程度的数据处理系统及方法
CN113545771B (zh) 一种基于足底压力的集成k近邻帕金森病定量诊断系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200410