用於月經期或受孕期的定製預測的系統及其計算方法
2023-08-04 02:22:21 2
專利名稱：用於月經期或受孕期的定製預測的系統及其計算方法
技術領域：
本發明涉及一種用於月經期或受孕期的定製預測的系統及其計算方法。更具體 地，本發明涉及一種用於月經期或受孕期的定製計算的裝置及其提供方法，以提供與個體 的當前狀態最佳匹配的精確信息。
背景技術：
每個月，卵子從女性身體的兩個卵巢之一排出。為了準備將受精卵植入子宮，子宮 內膜變軟並變厚。如果沒有受精，變厚的子宮內膜由於不再需要而脫落。所引起的經血流 出和子宮內膜被排出陰道的生理現象被稱作月經(或月經來潮)。正常的成熟女性都會出 現月經。月經周期持續26至32天，且有3到5天的出血。 由於月經對女性的日常活動造成不利，所以月經周期廣泛用於在工作場所和個人
生活中保護女性工作者。需要家庭計劃，即計劃孩子的數目或出生間隔，以保證愉快的家庭
生活，可通過基於月經周期來預測排卵日和受孕期來做出此家庭計劃。 典型地，根據最後一次月經的開始來計算月經期或受孕期，假定月經周期是28
天。即，假定排卵和月經每28天出現一次，從前一次月經的第一天預測下一個月經期或受孕期。 月經周期因個體的不同而不同。由於受到包括生活環境在內的多種因素的影響， 女人的月經周期持續發生變化。因此，難以根據28天的月經周期來預測月經期和受孕期。 例如，儘管女人能夠從最後一次月經的第一天計算受孕期來控制自然出生，然而仍有可能 懷孕。 在另一個例子中，儘管女人已經根據最後一次月經的第一天預測了她的下一個月
經期，並已經計劃好她的國外旅遊，然而意料之外的月經會使她在旅行期間不愉快。 已知很少特定的有組織的服務被用來測量個體女人的月經周期，並通過諸如移動
終端之類的可攜式終端、使用該月經周期來預測她的月經期或受孕期。 因此，存在對這樣一種系統的需求，該系統能夠通過對傳統的月經或受孕計算方 法進行修正，從而對與個體女人的當前狀態最佳匹配的月經期或受孕期做出定製預測，並 在包括家庭計劃的個體的日常生活和工作場所中有效利用月經期。此外，為了精確預測月 經期或受孕期，需要對月經的第一天以及排卵日作出更為精確的測量。此外，還需要一種以 簡單的方式獲取該信息以接收高質量服務和其他服務的裝置，以及一種提供高質量服務的 方法。
發明內容
本發明的示範實施例的一個方面用於解決至少上述問題和/或不利，並用於提供至少下文所述的優點。因此，本發明的示範實施例的一個方面用於提供一種定製系統，其根據測量的與使用者有關的生命信息(例如激素水平、溫度等)來計算月經第一天和排卵日，或從使用者直接接收月經第一天；使用所算出的月經第一天或排卵日或直接接收的月經第一天，對表示為特定周期的函數的月經周期模型的參數進行估計；以及對與使用者的當前狀態最佳匹配的月經期或受孕期進行預測。並提供了一種相應的計算方法。
本發明的示範實施例的另一方面提供了一種系統，其便於測量個體女人的月經周期，根據月經周期精確地預測她的月經期或受孕期，並通過向諸如移動終端的可攜式終端應用所開發的技術來提供預測月經期或受孕期的服務。還提供了一種相應的計算方法。
根據本發明的示範實施例的一個方面，提供了一種用於對月經期或受孕期進行定製預測的系統，其包括生命信息測量器，用於測量與使用者有關的生命信息；基本月經信息生成器，使用從生命信息測量器接收到的生命信息來計算月經第一天或排卵日，並將月經第一天或排卵日作為基本月經信息輸出；月經周期建模器，把月經周期表示為具有預定周期的函數；以及模型參數估計器，使用從基本月經信息生成器接收到的基本月經信息，對月經周期模型的月經周期參數進行估計和補償。 該系統還可以包括線性化單元，用於對月經周期建模器的非線性月經周期模型進行線性化，並將線性化的月經周期模型輸出至模型參數估計器。而且，生命信息測量器可以包括傳感器，用於測量使用者的血液、汗水和溫度之一的變化。 根據本發明的示範實施例的另一方面，提供了一種具有電源、輸入部分、操作部分和顯示器的移動終端，其包括用於對月經期或受孕期進行定製預測的系統。所述系統包括生命信息測量器，用於測量與使用者有關的生命信息；基本月經信息生成器，使用從生命信息測量器接收到的生命信息來計算月經第一天或排卵日，並將月經第一天或排卵日作為基本月經信息而輸出；月經周期建模器，用於把月經周期表示為具有預定周期的函數；以及模型參數估計器，使用從基本月經信息生成器接收到的基本月經信息，對月經周期模型的月經周期參數進行估計和補償。 該系統還可以包括線性化單元，用於對月經周期建模器的非線性月經周期模型進行線性化，並將線性化的月經周期模型輸出至模型參數估計器。而且，生命信息測量器可以包括傳感器，用於測量使用者的血液、汗水和溫度之一的變化。 根據本發明的示範實施例的又一方面，提供了一種用於對月經期或受孕期進行定製計算的方法，包括通過生命信息測量器來測量與使用者有關的生命信息；使用從生命信息測量器接收到的生命信息來計算月經第一天或排卵日，並將月經第一天或排卵日作為基本月經信息而輸出；通過模型參數估計器使用基本月經信息來估計模型參數，該模型參數指示表示為具有預定周期的函數的在月經周期模型中的月經周期；以及通過月經周期建模器、使用所估計的模型參數對使用者的月經期或受孕期進行計算。 可以通過牛頓_拉夫遜方法來執行模型參數估計，而且牛頓_拉夫遜方法可以使用如下模型參數估計等式formula see original document page 5
滿足條件f1. <rsr 其中f表示指示月經周期的參數，tk表示第k次月經的第一天或第k個排卵日，/(iVj表示月經周期建模器針對時間tk而計算的周期函數/的函數值，以及e是遺忘因數。 此外，可以使用最速下降法來執行模型參數估計，並且模型參數估計器可以基於
先前接收的與使用者有關的生命信息來估計月經周期模型的月經周期。 可以通過遞歸最小二乘估計方法對模型參數進行補償，而且遞歸最小二乘估計方法可以使用如下模型參數補償等式 f (at) = f (at _ 1)+iT1 (非(7V)(/(aO _ < (TV)* _ l))
R(N) = A (N)R(N-l) +小(N) 4T(N) 其中J (7V^Z"(A:)^:X(A:)
4=1 其中f表示指示月經周期的參數，小表示線性化月經周期模型，以及13是遺忘因數。
根據下文結合附圖的詳細說明，本發明的特定示範實施例的上述和其他方面、特徵和優點將會變得更加明顯，附圖中 圖1是根據本發明一個實施例的用於月經期或受孕期的定製預測的系統的框 圖2示出了根據本發明另一實施例的裝備有用於月經期或受孕期的定製預測的系統的移動終端的配置；以及 圖3是示出了根據本發明的月經期或受孕期的定製計算方法的流程圖。
在附圖中，相同的附圖標記被理解為指代相同的元件、特徵和結構。
具體實施例方式
說明書中限定的內容(諸如詳細的結構和元件)被提供用來輔助於理解本發明的示範實施例。因此，本領域的技術人員可以理解，在不背離本發明的範圍和精神的前提下，可以對本文描述的實施例進行各種改變和修改。此外，為了清楚和簡潔，省略了對公知的功能和結構的描述。 根據本發明，根據如下已知技術提供了一種對個體女人的月經期或受孕期進行定製預測的系統，以便把月經周期協調為與她的當前狀態最佳地匹配，並更加精確地計算月經期或受孕期。 將詳細描述本發明的優選實施例。
圖1是根據本發明一個實施例的定製的月經期或受孕期預測系統的框圖。 參考圖l，定製的月經期或受孕期預測系統包括生命信息測量器100、基本月經信
息生成器200、月經周期建模器300、模型參數估計器400以及線性化單元500。 生命信息測量器100通過配備在終端中的傳感器來測量包括溫度、血液中與月經
周期有關的激素水平等的生命信息。與月經周期有關的激素是雌激素、黃體酮、促卵泡激
6素、黃體生成激素等。 也就是說，通過利用生命信息測量器100中的傳感器測量血液、尿、汗水等中的激素變化以及測量溫度變化，可以獲得與月經周期有關的生命信息。 基本月經信息生成器200使用從生命信息測量器100接收的生命信息，計算月經的第一天或排卵日。或者，基本月經信息生成器200直接從使用者接收指示月經第一天的
信息。基於從生命信息測量器ioo接收的血液激素水平在女人的月經周期中會發生變化的
觀點，計算月經的第一天以及排卵日。 此外，在從排卵到月經的時間段中，溫度從基礎溫度上升2-3°C。因此，類似於激素，使用具有周期性的溫度信息來計算月經的第一天和排卵日。所計算出的月經第一天和排卵日用於計算月經周期。 月經周期建模器300具有把包括月經期和受孕期的月經周期表示為具有特定周
期的周期函數的模型。 月經周期模型滿足如下等式。 其中f表示月經周期參數且t表示時間。/(Z)表示具有特定周期的周期函數，正弦
函數、餘弦函數等中的任意函數均可以作為/W ，只要它是具有特定周期的周期函數即可。月經周期模型的建模對於本領域的技術人員來說是容易理解的，因此下文不會對其進行詳細描述。 模型參數估計器400根據從基本月經信息生成器200接收到的與月經第一天或排卵日有關的信息，估計月經周期參數f 。 個體的月經周期受到她的周圍環境的顯著影響，並隨時間發生變化。月經周期的隨時間變化的特性降低了月經周期建模器300的月經和受孕預測及計算性能。
在此上下文中，通過在本發明一個實施例中的模型參數估計器400中對月經周期參數f進行估計，來補償月經周期模型。 同時，模型參數估計器400用於在多個約束條件下估計和補償月經周期參數f ，該月經周期參數f表示為 formula see original document page 7 滿足條件formula see original document page 7
其中f表示月經周期參數，tk表示第k次月經的第一天或第k個排卵日(k= 1，
2， ... ， N， N是從基本月經信息生成器200接收到的數據的總數)，並且/(f;")表示周期函
數/的函數值，針對來自模型參數估計器400的關於時間tk的月經周期參數f的輸入，月經周期建模器300計算並輸出該函數值。f (T ;tk)表示針對時間tk的具有預定周期T的周期函數f的函數值，該預定周期T由生命信息測量器100所測量並從基本月經信息生成器200
處接收。t^和tin分別是月經周期:f的最大值和最小值。e是遺忘因數，用於在參數估計期間向過去的舊數據施加小的權重，並向新近的數據施加大的權重。遺忘因數P由下式給出 p (k) = A (k) P (k-1)其中P (N) = l，O《A (k)《1， 1《k《N-l
.....(3) 其中A是範圍從0到1的參數，用於在參數估計期間向相對舊地接收的數據施加小的權重。 同時，可以通過控制參數A來協調模型參數估計器400的性能。模型參數估計器400使用最初接收的基本月經信息(例如月經第一天或排卵日)，按照滿足給定約束條件的方式通過等式(2)來估計月經周期模型的參數f 。根據本發明的一個實施例，牛頓-拉夫遜方法被用於等式(2)所描述的最小二乘估計。 另一方面，當在使用最初接收的基本月經信息估計月經周期參數f之後接收到附加基本月經信息時，通過如下表示的遞歸最小二乘估計來補償月經周期參數f : f (w)=f (TV _ i)+ir1 (A^(w)(/(7v) _ < (7v)f(w _ i)) R(N) = A (N)R(N—l) +小(N) (j)T(N)
其中/ (7\^ = ^>(4^)^^) .....(4) 其中小表示線性化單元500所獲得的線性化月經周期模型。根據本發明的一個實施例，通過把由等式(2)的最小二乘估計所獲得的參數f ,代入等式(4)中的f(TV-l)，並把附加基本月經信息代入等式(4)中的f(N)，來計算月經周期模型的補償後的參數f 。也就是說，模型參數估計器400通過等式(4)的遞歸最小二乘估計對月經周期模型的參數f進行補償，以使補償後的參數f與從基本月經信息生成器200接收到的附加基本月經信息相匹配。
線性化單元500對月經周期建模器300的非線性月經周期模型進行線性化，並向模型參數估計器400輸出線性化月經周期模型。 圖2是裝備有根據本發明一個實施例的用於月經期或受孕期的定製預測的系統的移動終端的框圖。參考圖2，包括電源、輸入部分、操作部分和顯示器的移動終端具有定製的月經期或受孕期預測系統IO，該系統10包括生命信息測量器100、基本月經信息生成器200、月經周期建模器300、模型參數估計器400和線性化單元500。 當大多數女人攜帶的移動終端裝備有定製的月經期或受孕期預測系統10時，如圖2所示，她們可以容易地獲取與其月經期或受孕期有關的更加精確的信息，她們應當了解該信息並需要該信息來控制她們的狀況。 此外，由於向移動終端提供了高性能的微處理器，所以它可以執行針對上述月經
周期建模和模型參數估計的各種計算，並以多種方式在顯示器上顯示月經周期信息。通過
移動終端，伴同各種信息服務一起提供了月經期或受孕期信息，產生了更高質量的服務。 圖3是示出根據本發明的月經期或受孕期的定製計算方法的流程圖。 參考圖3，在步驟S100中，生命信息測量器100使用附著到移動終端的傳感器測量
諸如激素水平、溫度等的生命信息。在步驟S110中，基本月經信息生成器200基於生命信
息來計算基本月經信息，即月經第一天或排卵日，或者直接從使用者接收指示月經第一天
8的信息。 在步驟S120中，模型參數估計器400通過牛頓_拉夫遜方法來估計月經周期模型的月經周期參數，並在步驟S130中向月經周期建模器300提供估計的月經周期參數。
在步驟S140中，月經周期建模器300使用接收到的估計的參數來計算並預測使用者的月經期或受孕期。在本發明的一個實施例中，在月經期或受孕期的計算中，假定月經期從月經的開始時持續4天，而受孕期從排卵前4天持續到排卵後2天。然而，月經期和受孕期的長度是可變的，並且在計算期間可以不同地加以設置。 當使用者在步驟S150中附加地測量諸如激素水平、溫度等的生命信息並且生命信息測量器100在步驟S160中向模型參數估計器400提供基於附加生命信息的附加基本月經信息時，在步驟S170中，模型參數估計器400使用從線性化單元500接收到的線性化月經周期模型以及附加基本月經信息，對月經周期模型的最後估計的參數進行補償。
為了補償月經周期參數，模型參數估計器400使用遞歸最小二乘估計。在步驟S180中，將補償後的參數提供給月經周期建模器300，以及在步驟S190中，月經周期建模器300計算並預測月經期和受孕期。 從本發明的上文描述中可以明顯看出，可以通過對表示為周期函數的月經周期模型的參數進行估計，以定製的方式來計算和預測與使用者的當前狀態最佳匹配的使用者的月經期或受孕期。 由於月經期或受孕期預測方法基於激素水平和溫度，因此即使當使用者的月經周期不規律時，也能夠有效地計算月經期或受孕期。 可以提供諸如移動終端的可攜式終端，使用者能夠藉助內部設備將其基本月經信息輸入該可攜式終端。該終端可以根據精確預測的月經期或受孕期信息，向使用者提供定製服務以及其他服務。 雖然上文已經參考特定實施例對本發明進行了描述，然而可以在本發明的範圍內進行多種改變和修改。例如，雖然在本發明的實施例中使用牛頓_拉夫遜方法進行參數估計，也可以使用任何其它的參數估計方法，例如最速下降法。 此外，如果把來自月經周期模型的響應表示為具有獨特性質的波形，可以通過基於離散傅立葉變換(DFT)的波形分析來估計參數。同時，具有特定周期的任意周期函數，例如正弦函數、餘弦函數等，可以用作月經周期模型。月經周期模型可以被表示為一階線性代數方程式。在這種情況下，把與一階項的係數相對應的斜率估計為參數。
雖然在本發明的實施例中根據等式(3)給出遺忘因數13 ，該因數也可以由向舊的信息數據賦予小的權重的另一公式來表示。此外，在本發明的實施例中，使用遞歸最小二乘估計方法來根據新的基本月經信息對參數進行補償。然而，替代地，也可以使用任意其它的狀態估計器，包括卡爾曼濾波器。 雖然在本發明的實施例中使用來自基本月經信息生成器的每個基本月經信息進行參數估計，然而可以通過刪除舊數據來使得用於參數估計的數據的量保持恆定，或者可以從接收的預定整數集中選擇使等式(2)的目標函數值最小的參數作為月經周期估計值，等等，以便減少計算量。 在本發明的實施例中，使用諸如溫度和月經激素(包括雌激素、黃體酮、促卵泡激素、黃體生成激素等)的生命信息來生成基本月經信息。除了這些以外，也可以使用與月經周期相關地變化的其他生命信息，例如皮膚液體或廢物的量。 此外，可以通過使用者將月經第一天或排卵日直接輸入所提出的系統而不是藉助於基本月經信息生成器來預測並計算月經期或受孕期。雖然在本發明的實施例中將定製的月經期或受孕期預測系統應用於諸如移動終端的可攜式終端，其還可以應用於包括醫療設備的其他設備。 本發明的實施例既可以實施為上述裝置和方法，又可以實施為計算機可讀程序或
具有該程序的計算機可讀記錄介質。本發明所屬技術領域的技術人員可以容易地理解該實現落入本發明的範圍內。 雖然已經參考特定的示範實施例對本發明進行了描述，但是本領域的技術人員可以理解，在不背離由所附權利要求及其等同物所限定的本發明的精神和範圍的前提下，可以對實施例進行各種形式和細節上的修改。
權利要求
一種用於對月經期或受孕期進行定製預測的系統，包括生命信息測量器，用於測量與使用者有關的生命信息；基本月經信息生成器，使用從所述生命信息測量器接收到的生命信息來計算月經第一天或排卵日，並將月經第一天或排卵日作為基本月經信息而輸出；月經周期建模器，具有把月經周期表示為具有預定周期的函數的月經周期模型；以及模型參數估計器，使用從所述基本月經信息生成器接收到的基本月經信息來對所述月經周期模型的月經周期參數進行估計和補償。
2. 根據權利要求1所述的系統，還包括線性化單元，用於對所述月經周期建模器的非 線性月經周期模型進行線性化，並將線性化的月經周期模型輸出至所述模型參數估計器。
3. 根據權利要求1或2所述的系統，其中，所述生命信息測量器包括用於測量使用者的 血液、汗水和溫度之一 的變化的傳感器。
4. 一種具有電源、輸入部分、操作部分和顯示器的移動終端，包括用於對月經期或受孕 期進行定製預測的系統，其中，所述系統包括生命信息測量器，用於測量與使用者有關的生命信息；基本月經信息生成器，使用從所述生命信息測量器接收到的生命信息來計算月經第一天或排卵日，並將月經第一天或排卵日作為基本月經信息而輸出；月經周期建模器，具有把月經周期表示為具有預定周期的函數的月經周期模型；以及 模型參數估計器，使用從所述基本月經信息生成器接收到的基本月經信息來對所述月經周期模型的月經周期參數進行估計和補償。
5. 根據權利要求4所述的移動終端，其中，所述系統還包括線性化單元，用於對所述 月經周期建模器的非線性月經周期模型進行線性化，並將線性化的月經周期模型輸出至所 述模型參數估計器。
6. 根據權利要求4所述的移動終端，其中，所述生命信息測量器包括用於測量使用者 的血液、汗水和溫度之一 的變化的傳感器。
7. —種用於對月經期或受孕期進行定製計算的方法，包括 通過生命信息測量器來測量與使用者有關的生命信息；使用從所述生命信息測量器接收到的生命信息來計算月經第一天或排卵日，並將月經 第一天或排卵日作為基本月經信息而輸出；通過模型參數估計器使用基本月經信息來估計模型參數，所述模型參數指示表示為具 有預定周期的函數的月經周期模型中的月經周期；以及通過月經周期建模器，使用所估計的模型參數，對使用者的月經期或受孕期進行計算。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中，通過牛頓_拉夫遜方法來執行模型參數估計。
9. 根據權利要求7所述的方法，其中，牛頓-拉夫遜方法使用如下模型參數估計等式formula see original document page 2滿足條件L^^皿其中f表示指示月經周期的參數，tk表示第k次月經的第一天或第k個排卵日，/(iV, 表示所述月經周期建模器針對時間tk而計算的周期函數/的函數值，以及e是遺忘因數c
10. 根據權利要求7所述的方法，其中，使用最速下降法來執行模型參數估計。
11. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述模型參數估計器基於先前接收的與使用者 有關的生命信息來估計所述月經周期模型的月經周期。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中，模型參數估計包括使用遞歸最小二乘估計方 法對模型參數進行補償。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中，所述遞歸最小二乘估計方法使用如下模型參數補償等式f (iV) = f (iV -1)+i -1 (,(7V乂/(iV) - f (TV跑-1)) i (TV)=-1)+ (AO其中f表示指示月經周期的參數，小表示線性化月經周期模型，以及e是遺忘因數。
全文摘要
提供了一種用於對月經期或受孕期進行定製預測的系統及其計算方法。該系統包括生命信息測量器，用於測量與使用者有關的生命信息；基本月經信息生成器，使用從生命信息測量器接收到的生命信息來計算月經第一天或排卵日，並將月經第一天或排卵日作為基本月經信息而輸出；月經周期建模器，具有把月經周期表示為具有預定周期的函數的月經周期模型；以及模型參數估計器，使用從基本月經信息生成器接收到的基本月經信息，對月經周期模型的月經周期參數進行估計和補償。
文檔編號G06F19/00GK101785686SQ20091020610
公開日2010年7月28日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年1月23日
發明者元汪淵, 李光淳, 李辰遠 申請人:西江大學校產學協力團