基于PPG信号特征的药食同源产品功效分析模型系统及方法与流程

本技术涉及数据处理，特别涉及一种基于ppg信号特征的药食同源产品功效分析模型系统及方法。

背景技术：

1、可穿戴设备中的ppg传感器技术：

2、光电容积描记图（photoplethysmography, ppg）是一种非侵入式的光学测量方法，通过监测血液中的光吸收变化来反映血液流动和容积变化。这种技术广泛应用于心率、血氧饱和度等生理指标的监测。ppg传感器通常由光源和光电探测器组成，光源发出的光照射到皮肤上，并被组织和血液反射、散射和吸收。探测器接收从组织中反射回来的光，得到ppg信号。

3、现代可穿戴设备，如智能手表和健身追踪器，普遍集成了ppg传感器。它们利用绿光（约530 nm）来获取血氧和脉搏波形数据，因为绿光被血液吸收更为显著，可以提供较好的信号质量。可穿戴设备因其便携性、舒适性和实时监测的能力，成为日常健康监测的重要工具。

4、快速傅里叶变换（fft）技术：

5、快速傅里叶变换（fast fourier transform, fft）是用于计算离散傅里叶变换（dft）及其逆变换的高效算法。傅里叶变换是信号处理中的基础工具，通过将时间域信号转换到频率域，揭示信号的频率成分及其幅度信息。

6、在生理信号分析中，fft技术广泛用于处理和分析ppg信号等周期性信号。通过fft，可以从复杂的时间域信号中提取出直流分量（dc）和不同频率的谐波分量。具体来说，ppg信号中的直流分量反映了血液的平均光吸收水平，而各个谐波分量则对应血流的周期性变化，如心跳引起的脉搏波动。

7、fft的应用不仅限于频谱分析，它还用于特征提取、信号滤波和压缩等。特别是在可穿戴设备中，fft可以实时分析采集的ppg信号，帮助提取有意义的生理信息，如心率变异性和呼吸率。此外，fft算法因其计算效率高，适合在资源有限的嵌入式系统中实现。

8、现有的ppg信号分析方法主要集中于基础生命体征的监测，如心率和血氧饱和度。这些方法通常通过简单的波形分析或基本的频率域分析获取数据。然而，对于ppg信号中包含的复杂信息，尤其是谐波成分的研究较少。这些谐波成分可能携带丰富的生理和病理信息，包括血液动力学特性和微循环状态等。

9、当前技术未能充分利用这些谐波信息，主要体现在现有技术大多停留在基于直流成分或基础频率（如心率）的分析水平，对更高次谐波的分析和解读能力有限，限制了对ppg信号中复杂生理过程的理解和应用；虽然中医诊断强调整体性和复杂性，如五脏六腑的虚实症候，但现有的ppg分析方法并未尝试将谐波分析与这些中医诊断指标进行关联，缺乏合适的数学模型来解读和利用谐波数据，使得这一技术在中医诊断中的应用前景受到限制；不同研究和应用中对ppg信号的采集、处理和分析方法不统一，导致结果的可比性和可重复性较差，这在一定程度上阻碍了新方法和模型的推广和应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提出了一种基于ppg信号特征的药食同源产品功效分析方法，以解决上述背景技术所体现的问题。

2、本技术提供一种基于ppg信号特征的药食同源产品功效分析方法，其特征在于，包括：

3、获取用户ppg信号中的脉搏波形；所述脉搏波形包括：用户食用所述产品前的第一ppg信号中的第一脉搏波形，和用户食用所述产品后的第二ppg信号中的第二脉搏波形；

4、对所述脉搏波形进行分析，得到所述脉搏波形对应的谐波数据；所述谐波数据包括所述第一脉搏波形对应的第一谐波数据，和所述第二脉搏波形对应的第二谐波数据；

5、比对所述第二谐波数据和所述第一谐波数据，得到所述产品的作用数据。

6、可选的，所述脉搏波形进行分析，还包括：

7、根据设备采集的用户ppg信号，进行信号预处理；

8、获取预处理后的用户ppg信号，对所述ppg信号进行傅里叶变换，提取出直流分量和各个频率；

9、通过将基本频率f0与谐波阶次n相乘，获得第n个谐波频率fn，可以表示为fn=n*f0。

10、可选的，所述得到所述脉搏波形对应的谐波数据，包括：

11、对服药前得用户进行数据采集，记录并预处理用户的ppg信号，对预处理后ppg信号进行傅里叶变换，获得服药前用户的第一谐波数据；

12、对服药后得用户进行数据采集，记录并预处理用户的ppg信号，对预处理后ppg信号进行傅里叶变换，获得服药后用户的第二谐波数据；

13、分析所述第一和第二谐波数据变化情况，进行谐波成分对比。

14、可选的，所述的基于ppg信号特征的药食同源产品功效分析方法，其特征在于：

15、使用智能设备或者健康监测手环进行用户的ppg信号采集，此类设备配备有光电传感器。可利用光学技术记录血液容积变化，形成脉搏波形数据；

16、在采集过程中应处于稳定条件下进行，用户应保持静止状态，减少运动或环境对信号的干扰。

17、可选的，所述进行信号预处理，包括：

18、所述信号预处理是指对ppg信号进行滤波和平滑处理；

19、所述滤波是指应用低通滤波器去除高频噪声，应用高通滤波器去除低频基线漂移；

20、所述平滑处理是指使用平滑算法降低信号的高频波动，提高信号的稳定性和准确性。

21、可选的，所述进行谐波成分对比，还包括：

22、所述谐波成分比对是指比较服用前后ppg信号中各个谐波成分的变化情况，记录各个时间点谐波值，计算出服用之后的谐波值相比服用前的变化幅度。

23、可选的，所述的基于ppg信号特征的药食同源产品功效分析方法，其特征在于：

24、根据预先训练好的经络分析模型，可以识别特定经络的谐波成分变化，判断经络的状态变化，确定特定谐波成分与特定经络的关联。

25、本技术提供一种基于ppg信号特征的药食同源产品功效分析模型的装置，其特征在于，一种现代可穿戴设备，包括智能手表或者健身追踪器，所述设备集成了ppg传感器，可用于日常健康检测。

26、本技术提供一种基于ppg信号特征的药食同源产品功效分析模型的装置，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的算力云上大语言模型训练优化方法的步骤。

27、本技术提供一种电子设备，其特征在于，包括：

28、一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，其中所述处理器执行计算机程序时实现权利要求1至7中任一所述的基于ppg信号特征的药食同源产品功效分析方法

29、本技术的有益效果为：通过智能手表等可穿戴设备，实时采集用户的ppg信号，确保数据的及时性和准确性，利用预先训练好的经络分析模型，能够准确识别特定经络的谐波成分变化，从而判断经络的状态变化，使得经络变化的监测更加科学和可靠；通过对比用户服用药食同源产品前后的ppg信号，可以量化产品对特定经络的影响程度，为产品的药效提供了客观的数据支持，在服用后多个时间点采集ppg信号数据，能够全面捕捉产品在不同时间段内的药效变化，提供更细致的药效分析；通过绘制每个经络在不同时间点的变化趋势曲线，可以直观展示经络的变化情况，有助于用户和医生更好地理解药食同源产品的药效，建立的综合模型不仅包含各个经络的变化幅度，还能体现不同时间范围内的变化趋势，提供了全面的经络变化分析。