摘要:随着生活水平的提高,人们对健康的关注度越来越高,尤其是适应快节奏生活的手环等便携式生理监测设备,备受人们 青睐。 光电容积脉搏波描记法(PPG)作为一种无创人体脉搏采集手段,被广泛应用于此类设备中。 人体脉搏中包含很多生理 信息,如血压、血糖、动脉硬化等,为了对这些信息进行提取和分析,目前主要采用机器学习的方法,通过提取脉搏波中的特征点 计算特征参数进而建立生理参数模型。 但此类方法需要大量且长期的脉搏数据,用于提高生理参数模型的精度,而长期的数据 采集受环境限制较大且与便携式生理监测设备设计理念冲突,并且对脉搏波预测的研究存在空白。 针对此问题,本文使用 Colaboratory 建立 GRU 神经网络模型与 LSTM 网络模型分别对脉搏波数据进行预测,并对影响模型性能的主要参数进行对比调 参。 而由自动化机器学习工具 AutoML_Alex 针对脉搏波数据分析并择优建立的 LightGBM 网络可以作为具有参考价值的基线 模型。 通过以上 3 个模型针对从不同个体采集到的大量脉搏波数据进行建模,对比其平均绝对百分比误差 MAPE,LSTM 为 0. 879%,单层 GRU 为 0. 852%,LightGBM 为 0. 842%,4 层 GRU 模型为 0. 828%,进而应用到不同个体上发现单层 GRU 模型的稳 定性(MAPE)要优于其他模型。 本文以 GRU 网络建立的脉搏波预测模型以不同个体短期脉搏数据为蓝本,对不同个体的长期 脉搏波数据进行预测,进而对人体的动脉硬化生理情况进行监测达到早期发现早期预防的目的,同时为便携式生理监测设备提 供技术和数据支持。