一种骨折风险预测设备、方法、装置及存储介质

本发明涉及骨折风险预测，尤其涉及一种骨折风险预测设备、方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、随着老龄化的加重，骨折造成的卫生系统的负担也愈发严重。脆性骨折是骨质疏松最严重的并发症，在老年骨质疏松患者中的发病率非常高。调查显示，由骨质疏松造成的骨折人群数量庞大。而骨质疏松症(op)是一种以骨量低下，骨微结构损坏，导致骨脆性增加，易发生骨折为特征的全身性骨病，因此对骨质进行风险预测是骨折预防的重要手段。

2、目前，骨折风险主要通过对骨质疏松程度的评估进行预测。诊断骨质疏松，预测骨质疏松性骨折风险的最佳定量指标是骨密度。其中，双能x线吸收法(dxa)测定值是骨质疏松症诊断的金标准，降低程度≥2.5个标准差为骨质疏松此外，定量超声测定法(qus)，x线摄片法也可用于骨质疏松的评估。但是定量超声测定法尚无统一的诊断标准，x线摄片法诊断骨质疏松的敏感性和准确性较低，只有骨量下降30％才可以在x线摄片中显现出来。以上所述的骨质疏松症的诊断方法都有一定缺点，即使是金标准dxa测定的骨密度也只能反映大约70％的骨强度，其风险预测的敏感性和准确性较低。

3、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种骨折风险预测设备、方法、装置及存储介质，旨在解决传统的骨折风险预测的方法的敏感性和准确性较低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种骨折风险预测设备，所述骨折风险预测设备包括阻抗测量单元、阻抗转换单元和阻抗分析单元；

3、其中，所述阻抗测量单元的电极端与待检测区域的骨骼处的皮肤接触，所述阻抗测量单元的输出端与所述阻抗转换单元的输入端连接，所述阻抗转换单元的输出端与所述阻抗分析单元的输入端连接；

4、所述阻抗测量单元，用于接收所述阻抗分析单元输出的弱电流，将所述弱电流传递至所述待检测区域的骨骼处的皮肤，并将所述骨骼基于所述弱电流产生的阻抗信号输出至所述阻抗转换单元；

5、所述阻抗转换单元，用于对所述阻抗信号进行转换，获得阻抗参数，并将所述阻抗参数输出至所述阻抗分析单元；

6、所述阻抗分析单元，用于根据所述阻抗参数进行分析预测，获得所述待检测目标的骨折风险预测结果。

7、可选地，所述阻抗测量单元包括屏蔽室、发射电极和接收电极；

8、所述发射电极和所述接收电极设置于所述屏蔽室内部；所述发射电极的输入端与所述阻抗转换单元的输出端连接，所述发射电极的输出端与所述待检测区域的骨骼处的皮肤接触；所述接收电极的输入端与所述骨骼的另一端皮肤接触，所述接收电极的输出端与所述阻抗转换单元的输入端连接；

9、所述屏蔽室，用于屏蔽外部环境的干扰信号；

10、所述发射电极，用于将所述阻抗转换单元传输的弱电流传递至所述骨骼；

11、所述接收电极，用于接收所述骨骼产生的阻抗信号并输出至所述阻抗转换单元。

12、可选地，所述阻抗转换单元包括：信号发生器、数模转换器和模数转换器；

13、其中，所述信号发生器的输入端与所述阻抗分析单元的输出端连接，所述信号发生器的输出端与所述数模转换器的输入端连接，所述数模转换器的输出端与所述发射电极的输入端连接，所述接收电极的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述阻抗分析单元的输入端连接；

14、所述信号发生器，用于接收所述阻抗分析单元的电压信号，根据所述电压信号产生特定频率的电流激励信号，并将所述电流激励信号输出至所述数模转换器；

15、所述数模转换器，用于将电流激励信号转换为模拟信号，并将所述模拟信号输出至发射电极；

16、所述模数转换器，用于将所述骨骼产生的阻抗信号转换为阻抗参数，并将所述阻抗参数输出至所述阻抗分析单元。

17、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种骨折风险预测方法，所述骨折风险预测方法应用于如上述所述的骨折风险预测设备，所述骨折风险预测方法包括：

18、对待检测区域的骨骼进行阻抗检测，获得所述骨骼对应的阻抗参数；

19、根据所述阻抗参数在预设电阻抗谱中进行遍历，获取所述阻抗参数对应的骨骼成分参数，所述预设电阻抗谱包括阻抗参数与骨骼中各成分的比例关系；

20、将所述骨骼成分参数、患者与骨折风险相关联因素性别、年龄、体重指数等输入至预设骨折风险预测模型中，获得所述待检测目标的骨折风险预测结果，所述预设骨折风险预测模型基于骨骼参数和骨折风险等级训练获得。

21、可选地，所述对待检测区域的骨骼进行阻抗检测，获得所述骨骼对应的阻抗参数之前，还包括：

22、对骨骼样本进行称重，获得所述骨骼样本的初始质量；

23、对所述骨骼样本进行阻抗检测，测得所述骨骼样本对应的阻抗参数，所述阻抗参数包括骨骼样本初始的介电常数和电导率；

24、将所述骨骼样本去除水份，并根据去除水份的骨骼样本质量和所述初始质量确定所述骨骼样本的水份占比；

25、对去除水份的骨骼样本进行焚烧，并根据焚烧剩余物质量和所述初始质量确定所述骨骼样本的机质占比；

26、根据所述水份占比、所述机质占比和所述骨骼样本对应的阻抗参数进行数据分析，并根据分析结果构建所述骨骼样本对应的预设电阻抗谱。

27、可选地，所述对所述骨骼样本进行阻抗检测，获得所述骨骼样本对应的阻抗参数，包括：

28、对所述骨骼样本多次进行阻抗检测，获得多个阻抗参数；

29、对各阻抗参数进行对比，并判断对比结果是否超过预设变异系数；

30、在所述对比结果超过所述预设变异系数时，返回执行所述对所述骨骼样本多次进行阻抗检测，获得多个阻抗参数的步骤，直至所述对比结果未超过所述预设变异系数；

31、在所述对比结果未超过所述预设变异系数时，将所述对比结果未超过所述预设变异系数时所对应的各阻抗参数的平均值作为所述骨骼样本对应的阻抗参数。

32、可选地，所述对待检测区域的骨骼进行阻抗检测，获得所述骨骼对应的阻抗参数之前，还包括：

33、对模型训练所需的样本数据进行数据预处理，获得目标样本数据；

34、根据所述样本数据确定骨折风险等级和预测因素；

35、将所述目标样本数据、所述骨折风险等级和所述预测因素输入至基于逻辑回归算法构建的初始模型中进行训练，获得预设骨折风险预测模型。

36、可选地，所述将所述目标样本数据、所述骨折风险等级和所述预测因素输入至基于逻辑回归算法构建的初始模型中进行训练，获得预设骨折风险预测模型，包括：

37、将所述目标样本数据、所述骨折风险等级和所述预测因素输入至基于逻辑回归算法构建的初始模型中进行训练，获得训练后模型；

38、将所述样本数据中的测试数据集输入至所述训练后模型，并判断所述训练后模型的输出结果是否达到预设性能指标；

39、在所述输出结果未达到所述预设性能指标时，根据所述输出结果对所述训练后模型进行参数调整，直至所述输出结果达到所述预设性能指标；

40、在所述输出结果达到所述预设性能指标时，将所述输出结果达到所述预设性能指标时所对应的训练后模型作为预设骨折风险预测模型。

41、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种骨折风险预测装置，所述装置包括：

42、阻抗检测模块，用于对待检测区域的骨骼进行阻抗检测，获得所述骨骼对应的阻抗参数；

43、参数获取模块，用于根据所述阻抗参数在预设电阻抗谱中进行遍历，获取所述阻抗参数对应的骨骼成分参数，所述预设电阻抗谱包括阻抗参数与骨骼中各成分的比例关系；

44、风险预测模块，用于将所述骨骼成分参数、患者与骨折风险相关联因素性别、年龄、体重指数等输入至预设骨折风险预测模型中，获得所述待检测目标的骨折风险预测结果，所述预设骨折风险预测模型基于骨骼参数和骨折风险等级训练获得。

45、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有骨折风险预测程序，所述骨折风险预测程序被处理器执行时实现如上文所述的骨折风险预测方法的步骤。

46、本发明提出一种骨折风险预测设备，所述骨折风险预测设备包括阻抗测量单元、阻抗转换单元和阻抗分析单元；其中，所述阻抗测量单元的电极端与待检测区域的骨骼处的皮肤接触，所述阻抗测量单元的输出端与所述阻抗转换单元的输入端连接，所述阻抗转换单元的输出端与所述阻抗分析单元的输入端连接；所述阻抗测量单元，用于接收所述阻抗分析单元输出的弱电流，将所述弱电流传递至所述待检测区域的骨骼处的皮肤，并将所述骨骼基于所述弱电流产生的阻抗信号输出至所述阻抗转换单元；所述阻抗转换单元，用于对所述阻抗信号进行转换，获得阻抗参数，并将所述阻抗参数输出至所述阻抗分析单元；所述阻抗分析单元，用于根据所述阻抗参数进行分析预测，获得所述待检测目标的骨折风险预测结果。本发明通过阻抗测量单元获取待检测区域的骨骼的阻抗参数，并由阻抗分析单元得出该骨骼的骨骼成分比例，进而获得骨折风险预测结果，相较于现有的骨密度的评估预测，只能反映70％的骨强度。本发明既可作为传统骨密度测定评估的补充，也可以根据待测部位的骨组织成分直接用来反映骨质疏松情况，提高了骨折风险预测准确性。