一种基于元宇宙的健康数据管理系统技术方案

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一种基于元宇宙的健康数据管理系统，包括健康数据采集模块、数据预处理模块、数据存储与分析模块、数据加密与管理模块、可视化模块，健康数据采集模块用于采集用户的数据，数据预处理模块用于对采集的健康数据进行预处理，数据存储与分析模块用于对健康数据进行存储与分析，数据加密与管理模块用于对健康数据进行加密与管理，可视化模块用于提供用户与健康数据管理系统之间的交互界面。本发明专利技术提出改进主次分量分析算法对健康数据进行分析，提出改进混沌神经元数据加密算法对健康数据进行加密，为一种基于元宇宙的健康数据管理系统提供更优的方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造涉及分析、大数据加密和神经网络领域，具体涉及一种基于元宇宙的健康数据管理系统。

技术介绍

1、随着社会的发展和人们生活水平的提高，健康意识日益增强，人们对自身健康状况的关注度也逐渐升高。同时，信息技术和互联网的快速发展为健康管理领域带来了巨大的机遇。人们开始利用各种健康设备和应用程序来监测和管理自己的健康数据，如心率、血压、血糖、运动情况等。这些数据的积累和分析可以帮助人们更好地了解自己的健康状况，及时采取措施预防疾病，改善生活方式。

2、然而，健康数据的管理和分析也面临着一系列挑战和问题。首先，健康数据通常是多样化的，来自不同类型的传感器和设备，数据格式各异，需要进行有效的集成和预处理。其次，健康数据的隐私和安全性是重要的考虑因素，特别是在数据传输和存储过程中，需要采取严格的保护措施。此外，健康数据的分析需要高度复杂的算法和模型，以从海量数据中提取有价值的信息。最后，健康数据管理系统需要提供用户友好的界面，使用户能够轻松地访问和理解他们的健康数据。

3、为了应对这些挑战，基于元宇宙的健康数据管理系统应运而生。元宇宙是一种虚拟世界，可以模拟和扩展现实世界的各种信息和数据。在健康管理领域，元宇宙可以用来构建一个综合的健康数据管理平台，集成多种数据源，提供强大的数据处理和分析能力，同时保障数据的隐私和安全性，为用户提供直观的数据可视化界面，以便更好地了解自身的健康状况。

4、本专利技术旨在构建一种基于元宇宙的健康数据管理系统，以满足人们对健康管理的需求，解决健康数据管理面临的各种挑战

技术实现思路

1、针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于元宇宙的健康数据管理系统。

2、本专利技术创造的目的通过以下技术方案实现：

3、一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，包括健康数据采集模块、数据预处理模块、数据存储与分析模块、数据加密与管理模块和可视化模块，健康数据采集模块用于采集收集、记录和存储与用户健康数据，数据预处理模块用于对采集到的原始健康数据进行清洗和处理，数据存储与分析模块包括健康数据存储单元和健康数据分析单元，健康数据存储单元用于将预处理后的健康数据存储在分布式数据存储系统中，健康数据分析单元提出改进主次分量分析算法对健康数据进行分析，数据加密与管理模块包括健康数据加密单元和健康数据管理单元，健康数据加密单元提出改进混沌神经元数据加密算法保护用户健康数据的隐私性、完整性和可用性，健康数据管理单元用于管理和利用健康数据并提高系统的效率、质量和可持续性，可视化模块用于提供用户与健康数据管理系统之间的交互界面，为用户提供高效方便的服务。

4、进一步的，健康数据采集模块通过生产设备、传感器及仪器进行健康数据的采集，确保准确及时的采集用户健康数据。

5、进一步的，数据预处理模块通过去除数据中的异常值、处理重复记录和处理缺失数据来对采集的用户健康数据进行预处理，以获取高质量用户健康数据。

6、进一步的，健康数据存储单元通过分布式数据库系统和分布式文件系统配置多个分布在不同的服务器上的数据库节点来存储健康数据。

7、进一步的，健康数据分析单元提出改进主次分量分析算法对健康数据进行分析，以分析和评估用户的健康参数。

8、进一步的，改进主次分量分析算法具体如下：假设输入用户健康数据序列为m(k)，k＝1,2,…,n，其中，k为第k个用户健康数据，n为用户健康数据的总数，然后改进主次分量分析算法的网络模型为p(k)＝wt(k)·m(k)，其中，p(k)为模型的输出，w(k)为网络模型的权重，wt(k)为网络模型的权重的转置，然后构建适用于用户健康数据的权重向量更新规则，使权重向量在训练后能够准确的对用户健康数据进行分析，同时为使改进主次分量分析算法能够自适应的调整每个权重的学习率，在此将权重向量更新规则改进为其中，w(k+1)为更新后的权重，α为学习因子，且0<α<1，ε为用于稳定数值的小常数，为损失函数关于权重w(k)的梯度，e[g2]k为梯度平方的指数加权移动平均值，且其中，β为指数加权移动平均的衰减因子，然后为进一步对用户健康数据的各种参数进行更好的分析，对w(k+1)添加惩罚项以进一步改进权重更新规则，即其中，λ为控制正则化强度的正则化参数，为正则化项的梯度，然后将w'(k+1)表示为基的线性组合，即以此在每次迭代中根据当前权重w(k)和损失函数的梯度进行更新，同时考虑了正则化项的影响，接下来为加快改进主次分量分析算法的收敛速度，加入动量来控制梯度更新方向，动量更新公式为其中，v(k+1)为更新后的动量，v(t)为更新前的动量，且动量v(k+1)通过指数加权移动平均的衰减因子β来控制之前梯度的权重，通过指数加权移动平均的衰减因子β的补数(1-β)来控制当前梯度的权重，自适应学习率更新公式为其中，g(k)为梯度的平方和的累积，g(k+1)为更新后的梯度的平方和的累积，同样，g(k+1)通过指数加权移动平均的衰减因子β来控制之前梯度平方和的权重，通过指数加权移动平均的衰减因子β的补数(1-β)来控制当前梯度平方和的权重，因此，具有动量的权重更新规则为其中，wd(k)为具有动量的网络模型权重，wd(k+1)为更新后的具有动量的网络模型权重；

9、为了使改进主次分量分析算法更好的拟合用户健康数据，最后对改进主次分量分析算法中的超参数α和β通过交叉验证方式进行调整以提高算法性能，具体如下：首先将输入用户健康数据序列为m(k)划分为多个子序列，即s＝{s1,s2,…,si}，其中，s为划分的多个子序列的集合，s1为划分的第1个子序列，s2为划分的第2个子序列，si划分的第i个子序列，则训练集为strain＝s-si，其中，strain为交叉验证的训练集，验证集为sval＝si，其中，sval为交叉验证的验证集，然后训练集strain训练模型得到模型参数θi，验证集sval验证模型得到性能度量l(θi)，同时记录验证误差δl(θi)的值，在j次验证过程中得到j个验证误差，即{δl(θ1),δl(θ2),…,δl(θj)}，其中，δl(θ1)为第1次验证过程中得到的验证误差，δl(θ2)为第2次验证过程中得到的验证误差，δl(θj)为第j次验证过程中得到的验证误差，然后以平均验证误差对交叉验证模型进行性能度量以选择最佳超参数α和β，即其中，cverror为平均验证误差，改进主次分量分析算法首先通过梯度平方的移动平均调整学习因子来改进权重向量更新规则，实现改进主次分量分析算法能够自适应调整每个参数的学习因子，然后加入惩罚项对权重更新规则进行第二次改进，以对用户健康数据的各个参数进行精确的分析，接着加入动量对权重向量更新规则进行第三次改进，以加快算法的收敛速度，最后通过交叉验证来调整算法的超参数，以提高算法性能，实现改进主次分量分析算法对用户健康数据的分析。

10、进一步的，健康数据加密单元提出改进混沌神经元数据加密算法对用户健康数据进行加密，以更好的保护用户数据的隐私性、完整性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，包括健康数据采集模块、数据预处理模块、数据存储与分析模块、数据加密与管理模块和可视化模块，健康数据采集模块用于采集收集、记录和存储与用户健康数据，数据预处理模块用于对采集到的原始健康数据进行清洗和处理，数据存储与分析模块包括健康数据存储单元和健康数据分析单元，健康数据存储单元用于将预处理后的健康数据存储在分布式数据存储系统中，健康数据分析单元提出改进主次分量分析算法对健康数据进行分析，数据加密与管理模块包括健康数据加密单元和健康数据管理单元，健康数据加密单元提出改进混沌神经元数据加密算法保护用户健康数据的隐私性、完整性和可用性，健康数据管理单元用于管理和利用健康数据并提高系统的效率、质量和可持续性，可视化模块用于提供用户与健康数据管理系统之间的交互界面，为用户提供高效方便的服务。

2.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，健康数据采集模块通过生产设备、传感器及仪器进行健康数据的采集，确保准确及时的采集用户健康数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征

4.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，健康数据存储单元通过分布式数据库系统和分布式文件系统配置多个分布在不同的服务器上的数据库节点来存储用户健康数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，健康数据分析单元提出改进主次分量分析算法对健康数据进行分析，以分析和评估用户的健康参数。

6.根据权利要求5所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，改进主次分量分析算法具体如下：假设输入用户健康数据序列为m(k)，k＝1，2，...，n，其中，k为第k个用户健康数据，n为用户健康数据的总数，然后改进主次分量分析算法的网络模型为P(k)＝wT(k)·m(k)，其中，P(k)为模型的输出，w(k)为网络模型的权重，wT(k)为网络模型的权重的转置，然后构建适用于用户健康数据的权重向量更新规则，使权重向量在训练后能够准确的对用户健康数据进行分析，同时为使改进主次分量分析算法能够自适应的调整每个权重的学习率，在此将权重向量更新规则改进为其中，w(k+1)为更新后的权重，α为学习因子，且0<α<1，ε为用于稳定数值的小常数，为损失函数关于权重w(k)的梯度，E[g2]k为梯度平方的指数加权移动平均值，且其中，β为指数加权移动平均的衰减因子，然后为进一步对用户健康数据的各种参数进行更好的分析，对w(k+1)添加惩罚项以进一步改进权重更新规则，即其中，λ为控制正则化强度的正则化参数，为正则化项的梯度，然后将w′(k+1)表示为基的线性组合，即以此在每次迭代中根据当前权重w(k)和损失函数的梯度进行更新，同时考虑了正则化项的影响，接下来为加快改进主次分量分析算法的收敛速度，加入动量来控制梯度更新方向，动量更新公式为其中，V(k+1)为更新后的动量，V(t)为更新前的动量，且动量V(k+1)通过指数加权移动平均的衰减因子β来控制之前梯度的权重，通过指数加权移动平均的衰减因子β的补数(1-β)来控制当前梯度的权重，自适应学习率更新公式为其中，G(k)为梯度的平方和的累积，G(k+1)为更新后的梯度的平方和的累积，同样，G(k+1)通过指数加权移动平均的衰减因子β来控制之前梯度平方和的权重，通过指数加权移动平均的衰减因子β的补数(1-β)来控制当前梯度平方和的权重，因此，具有动量的权重更新规则为其中，wd(k)为具有动量的网络模型权重，wd(k+1)为更新后的具有动量的网络模型权重；

7.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，健康数据加密单元提出改进混沌神经元数据加密算法对用户健康数据进行加密，以更好的保护用户数据的隐私性、完整性和可用性。

8.根据权利要求7所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，改进混沌神经元数据加密算法具体如下：改进混沌神经元数据加密算法由混沌神经元、外部输入和内部反馈输入三部分组成，假设改进混沌神经元数据加密算法的网络模型由N个混沌神经元组成，则第l个神经元的模型为

9.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，健康数据管理单元通过设置身份验证、授权和访问控制对用户健康数据进行权限控制，建立用户健康数据质量管理策略，定期检查和验证数据的准确性和完整性，制定用户健康数据周期管理策略，包括数据保留期限和数据销毁政...

【技术特征摘要】

1.一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，包括健康数据采集模块、数据预处理模块、数据存储与分析模块、数据加密与管理模块和可视化模块，健康数据采集模块用于采集收集、记录和存储与用户健康数据，数据预处理模块用于对采集到的原始健康数据进行清洗和处理，数据存储与分析模块包括健康数据存储单元和健康数据分析单元，健康数据存储单元用于将预处理后的健康数据存储在分布式数据存储系统中，健康数据分析单元提出改进主次分量分析算法对健康数据进行分析，数据加密与管理模块包括健康数据加密单元和健康数据管理单元，健康数据加密单元提出改进混沌神经元数据加密算法保护用户健康数据的隐私性、完整性和可用性，健康数据管理单元用于管理和利用健康数据并提高系统的效率、质量和可持续性，可视化模块用于提供用户与健康数据管理系统之间的交互界面，为用户提供高效方便的服务。

2.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，健康数据采集模块通过生产设备、传感器及仪器进行健康数据的采集，确保准确及时的采集用户健康数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，数据预处理模块通过去除数据中的异常值、处理重复记录和处理缺失数据来对采集的用户健康数据进行预处理，以获取高质量用户健康数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，健康数据存储单元通过分布式数据库系统和分布式文件系统配置多个分布在不同的服务器上的数据库节点来存储用户健康数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，健康数据分析单元提出改进主次分量分析算法对健康数据进行分析，以分析和评估用户的健康参数。

6.根据权利要求5所述的一种基于元宇宙的健康数据管理系统，其特征在于，改进主次分量分析算法具体如下：假设输入用户健康数据序列为m(k)，k＝1，2，...，n，其中，k为第k个用户健康数据，n为用户健康数据的总数，然后改进主次分量分析算法的网络模型为p(k)＝wt(k)·m(k)，其中，p(k)为模型的输出，w(k)为网络模型的权重，wt(k)为网络模型的权重的转置，然后构建适用于用户健康数据的权重向量更新规则，使权重向量在训练后能够准确的对用户健康数据进行分析，同时为使改进主次分量分析算法能够自适应的调整每个权重的学习率，在此将权重向量更新规则改进为其中，w(k+1)为更新后的权重，α为学习因子，且0<α<1，ε为用于稳定数值的小常数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪平，
申请(专利权)人：广东德澳智慧医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

网址：一种基于元宇宙的健康数据管理系统技术方案 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/169387

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