本发明涉及气体成份检测，具体是一种多维人体气味检测系统。
背景技术：
1、近些年来，慢性疾病是非常常见的疾病中的一类，慢性疾病正影响着数亿的人，导致他们终身痛苦并给医疗系统带来巨大的负担与成本。相比于急性反应性疾病，慢性疾病隐藏性强，往往到疾病发展的中后期甚至发展成为癌症才被发现。对于早期识别各种慢性病不仅有助于患者的治疗，而且还可以防止在人群中传播。因此，需要一种有效的实时的动态的诊断方法或设备来预防和控制慢性疾病。人们越来越重视与关注慢性疾病与癌症的早期诊断与监测。而人体气味成份分析发作为一种无损的监测方法具有非常明显的优势，采用人体气味对疾病进行检测或与诊断，能够有效降低重大疾病发生的概率。该疾病检测方案可以进行大范围的推广，对于重大疾病的早期诊断起着重要作用。研究表明，人体汗液与气味含有可以反映代谢、营养、生理变化状态的生物标志物。
2、人体体表的体液，如汗液、泪液、唾液、尿液等其中富含大量生物化学物质(例如电解质、小分子物质、蛋白质、核酸等)，随着人体发生的各项活动以及代谢，这些物质会发生相应的变化。这些物质是无创检测中易获取的好样本，同时它们含量的变化一定程度上可以预示着身体正发生的变化。例如临床上检测尿液中的葡萄糖、白蛋白来评价肾脏的病理生理状态，检测唾液中ph、dna、mirna可以评估口腔肿瘤的发生和进展。也有许多相关研究针对汗液来展开，并报道汗液中的一些分析物浓度和血液含量存在一定关联，通常临床上把血液分析作为金标准。例如，汗液中葡萄糖浓度大约在0.01-0.2mm,血液中葡萄糖浓度为3.9-7.8mm；汗液中乙醇浓度和血液中基本一致等等，这些研究结果为通过人体气味进行疾病诊断与无创汗液分析提供理论支撑。
3、现有技术在测量呼气时，需达到一定浓度才能有效测量，且未涉及远程云端智能诊断，消弱了呼气检测的优势和便捷性，数据不能接入网络导致单台设备独立工作准确度无法提高，也不利于补充新的病例样本。
4、目前采取独立设置的人体气味检测设备研究尚处于实验室，大所采用气相色谱仪等精密检测设备进行检测，具有设备独立、体积大和检测费用昂贵等问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种多维人体气味检测系统，包括气味采集模块、样品处理模块和样品检测模块。
2、所述气味采集模块采集人体气味样品，并存放于存储装置中。
3、所述样品处理模块用于提取存储装置中的人体气味样品。
4、所述样品检测模块用于对提取的人体气味样品进行检测，检测人体气味样品中成分组成以及各成分比例。
5、进一步，还包括云端服务器、数据处理工作站、移动终端。
6、所述数据处理工作站将气体成分数据上传至云端服务器和/或从云端服务器下载气体成分数据。
7、所述数据处理工作站、云端服务器与样品检测模块进行数据交互。
8、所述数据处理工作站包括智能多维气体健康分析模块和人体信息管理模块。
9、所述智能多维气体健康分析模块对用户肺癌、肝癌、乳腺癌、膀胱癌、胃癌、直肠癌、胆管癌、冠心病、肺脓肿、炎症性肠病、肝炎、肝硬化及胃肠道肿瘤中的一种或多种疾病发生概率进行风险分析，并输出对应的预测分。所述预测分包括肺部预测分、肝脏预测分、心脏预测分、肾脏预测分、脾胃预测分中的一种或多种。
10、所述人体信息管理模块用于录入和管理人体信息、样品检测结果、人体健康信息。所述人体信息包括姓名、年龄。所述样品检测结果包括气体成分及成分比例。所述人体健康信息包括健康分数。所述健康分数等于智能多维气体健康分析模块输出的所有预测分权重之和。
11、所述移动终端调取云端服务器的样品检测结果和人体健康信息，并显示于手机和/或平板。
12、所述移动终端和/或数据处理工作站用于对标签模块进行拍照，并识别录入标签模块记录的人体信息。
13、当移动终端录入标签模块记录的人体信息后，传输至数据处理工作站的人体信息管理模块。
14、进一步，还包括云端服务器、移动终端。
15、所述云端服务器与样品检测模块进行数据交互。
16、所述云端服务器包括智能多维气体健康分析模块和人体信息管理模块。
17、所述智能多维气体健康分析模块对用户肺癌、肝癌、乳腺癌、膀胱癌、胃癌、直肠癌、胆管癌、冠心病、肺脓肿、炎症性肠病、肝炎、肝硬化及胃肠道肿瘤中的一种或多种疾病发生概率进行风险分析，并输出对应的预测分。所述预测分包括肺部预测分、肝脏预测分、心脏预测分、肾脏预测分、脾胃预测分中的一种或多种。
18、所述人体信息管理模块用于录入和管理人体信息、样品检测结果、人体健康信息。所述人体信息包括姓名、年龄。所述样品检测结果包括气体成分及成分比例。所述人体健康信息包括健康分数。所述健康分数等于智能多维气体健康分析模块输出的所有预测分权重之和。
19、所述移动终端调取云端服务器的样品检测结果和人体健康信息，并显示于手机和/或平板。
20、所述移动终端用于对标签模块进行拍照，并识别录入标签模块记录的人体信息。
21、当移动终端录入标签模块记录的人体信息后，传输至云端服务器。
22、进一步，所述智能多维气体健康分析模块包括呼气智能分析模块、口腔唾液智能分析模块、鼻腔液体智能分析模块、泪液智能分析模块、耳道清洗液智能分析模块、人体汗液智能分析模块、尿液智能分析模块、直肠粪便智能分析模块、肠道气体智能分析模块和脚气智能分析模块中的一种或多种。
23、所述呼气智能分析模块存储有人体呼出气体智能分析神经网络模型，用于对人体呼出气体进行智能疾病分析。所述人体呼出气体智能分析神经网络模型的输入为人体呼出气体成分组成及各成分比例。
24、所述口腔唾液智能分析模块存储有口腔唾液智能分析神经网络模型，用于对人体口腔液体进行智能疾病分析。所述口腔唾液智能分析神经网络模型的输入为口腔唾液成分组成及各成分比例。
25、所述鼻腔液体智能分析模块存储有鼻腔液体智能分析神经网络模型，用于对人体鼻腔液体进行智能疾病分析。所述鼻腔液体智能分析神经网络模型的输入为鼻腔液体成分组成及各成分比例。
26、所述泪液智能分析模块存储有泪液智能分析神经网络模型，用于对人体泪液进行智能疾病分析。所述泪液智能分析神经网络模型的输入为泪液成分组成及各成分比例。
27、所述耳道清洗液智能分析模块存储有耳道清洗液智能分析神经网络模型，用于对人体耳道清洗液进行智能疾病分析。所述耳道清洗液智能分析神经网络模型的输入为耳道清洗液成分组成及各成分比例。
28、所述人体汗液智能分析模块存储有人体汗液智能分析神经网络模型，用于对人体汗液进行智能疾病分析。所述人体汗液智能分析神经网络模型的输入为人体汗液成分组成及各成分比例。
29、所述尿液智能分析模块存储有尿液智能分析神经网络模型，用于对人体尿液进行智能疾病分析。所述尿液智能分析神经网络模型的输入为尿液成分组成及各成分比例。
30、所述直肠粪便智能分析模块存储有直肠粪便智能分析神经网络模型，用于对人体直肠粪便进行智能疾病分析。所述直肠粪便智能分析神经网络模型的输入为直肠粪便成分组成及各成分比例。
31、所述肠道气体智能分析模块存储有肠道气体智能分析神经网络模型，用于对人体肠道气体进行智能疾病分析。所述肠道气体智能分析神经网络模型的输入为肠道气体成分组成及各成分比例。
32、所述脚气智能分析模块存储有脚气智能分析神经网络模型，用于对人体脚气进行智能疾病分析。所述脚气智能分析神经网络模型的输入为脚气成分组成及各成分比例。
33、进一步，所述智能多维气体健康分析模块还包括数据划分模块、主成分特征提取模块、神经网络分类器模型、决策模块和输出模块。
34、所述数据划分模块用于将数据集划分为训练数据和预测数据。所述训练数据用于训练神经网络。所述预测数据用于检验测试神经网络的精度。
35、所述主成分特征提取模块用于对训练数据和预测数据进行数据处理、压缩和特征提取，得到处理后的训练数据和预测数据。
36、所述处理后的训练数据用于对智能多维气体健康分析模块的神经网络分类器模型进行训练，得到训练好的神经网络分类器模型，包括呼气智能分析神经网络模型、口腔唾液智能分析神经网络模型、鼻腔液体智能分析神经网络模型、泪液智能分析神经网络模型、耳道清洗液智能分析神经网络模型、人体汗液智能分析神经网络模型、尿液智能分析神经网络模型、直肠粪便智能分析神经网络模型、肠道气体智能分析神经网络模型和脚气智能分析神经网络模型中的一种或多种。
37、所述处理后的预测数据作为训练好的神经网络分类器模型的输入信号，进行人体疾病的预测。
38、所述神经网络分类器模型包括支持向量机模型、决策树模型、随机森林模型、逻辑回归分析、k-近邻回归模型。
39、所述神经网络分类器模型接收到输入数据后，将输入数据分别输入至支持向量机模型、决策树模型、随机森林模型、逻辑回归分析、k-近邻回归模型中，得到结果，并以少数服从多数的方式投票获得最终分析结果。
40、所述输出模块用于对分析结果进行输出和传递。
41、进一步，所述气味采集模块还包括样品瓶和气袋。
42、所述样品瓶用于收集和容纳待检测样品，包括口腔唾液样品、鼻腔液体样品、泪液样品、耳道清洗液样品、人体汗液样品、尿液样品、直肠粪便样品、脚气样品、腋下汗液样品中的一种或多种。
43、所述气袋用于收集和容纳人体呼出的气体或人体挥发性气味气体。
44、进一步，所述口腔唾液样品、鼻腔液体样品、泪液样品、耳道清洗液样品、人体汗液样品、尿液样品以液体形式盛放于样品瓶内。
45、或者，所述口腔唾液样品、鼻腔液体样品、泪液样品、耳道清洗液样品、人体汗液样品、尿液样品吸附在多孔医用吸附体上。所述多孔医用吸附体盛放于样品瓶内。
46、所述腋下汗液、直肠粪便样品、脚气样品吸附在多孔医用吸附体上。
47、进一步，还包括呼气采集装置和肠道气体采集装置。
48、所述呼气采集装置包括采气嘴和气管。
49、所述气管用于连接采气嘴和气袋。
50、所述采气嘴用于罩住人体嘴巴，使人体呼出的气体从采气嘴通过气管进入气袋。
51、所述肠道气体采集装置包括气体采集管头、气泵、气泵连接管、气袋。
52、所述气体采集管头用于人体插入肛门，与肠道连通。
53、所述气泵用于将肠道内气体吸出，并泵入气袋。
54、所述气泵连接管用于连通气泵和肛门插入管头之间气体流通。所述气泵连接管用于连通气泵与气袋之间气体流通。
55、进一步，所述样品处理模块包括加热台和梯度加热模块。
56、所述加热台用于将样品瓶和/或气袋内的样品加热至设定温度。所述加热方式采用沙浴加热和/或水浴加热方式。
57、所述梯度加热模块用于对加热台的输出温度进行控制，使加热台以设定的梯度温度对样品瓶和/或气袋进行加热，并在每个梯度温度保持设定时长。
58、进一步，所述样品检测模块包括气室、气体传感器阵列、温度控制模块、主处理器、存储模块、显示/打印模块、按键模块、网络模块、压力控制模块。
59、所述气体传感器阵列包括用于检测气体成分的硫化氢传感器、乙醇传感器、甲硫醇传感器、丙酮传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、氢气传感器、二氧化碳传感器、苯传感器、甲苯传感器、二甲苯传感器、异戊二烯传感器、易燃气体传感器、甲醛传感器、苯乙烯传感器、癸烷传感器、甲烷传感器、乙烷传感器、丙烷传感器、丁烷传感器、有机溶剂传感器、氧气传感器、氨气传感器、氯气传感器、二硫化碳传感器、二氧化氮传感器、异丁烷传感器、温湿度传感器、压力传感器等气体传感器阵列中的一种或多种。
60、所述气体传感器阵列还包括用于检测气室内部气压的气压传感器。
61、所述气体传感器阵列安装于气室气壁。所述气体传感器阵列用于检测气室内的气体成分及气室气压。
62、所述气体传感器阵列还包括微型气相色谱仪和/或微型气相质谱仪。
63、所述微型气相色谱仪和/或微型气相质谱仪用于对气室内气体成分进行色谱和/或质谱分析，从而得到不同气体成分组成及各成分比例。
64、所述温度控制模块对气室内气体进行加热及温度控制，使气室内气体温度与样品瓶内温度保持同步。
65、所述主处理器用于接收和处理气体传感器阵列所检测的样品气体成分信息，所述处理包括滤波。
66、所述主处理器用于控制多维人体气味检测系统的运行。
67、所述存储模块用于存储样品气体成分信息。
68、所述显示/打印模块用于将样品经过智能多维气体健康分析模块分析的结果显示和/或打印，供人体查看。
69、所述按键模块用于人体控制系统的运行和停止。
70、所述网络模块与数据处理工作站和/或云端服务器建立通信连接，并将气味检测数据上传至数据处理工作站和/或云端服务器。
71、所述压力控制模块用于控制气室内气压，使样品检测时，气室内气压保持设定值。
72、进一步，所述气味采集模块还包括标签模块。
73、所述标签模块粘贴于气味采集模块的样品瓶和/或气袋表面。
74、所述标签模块上设有空白区域，用于人体填写个人信息。
75、所述标签模块上印刷有条形码和/或二维码，用于采集人体信息和标识样品。
76、所述条形码和/或二维码用于移动终端和/或数据处理工作站进行扫码填写人体信息。
77、进一步，还包括连通样品瓶与气室的密闭管道、连通气袋与气室的密闭管道、电磁两通阀和电磁三通阀。
78、所述电磁两通阀用于控制样品瓶和气袋与气室之间的连通与关闭。
79、所述电磁三通阀用于控制样品瓶和气袋与管道之间的连通与关闭。
80、所述样品瓶内样品气味检测过程为：电磁三通阀选通样品瓶，电磁两通阀连通样品瓶与气室，梯度加热模块控制加热台对样品瓶、气室和密闭管道进行加热，所述样品瓶内样品经加热产生的气味通过密闭管道、电磁三通阀和电磁两通阀进入气室，所述气室内气体传感器阵列对气味进行检测。
81、所述气袋内样品气味检测过程为：电磁三通阀选通气袋，电磁两通阀连通气袋与气室，所述气袋内气味通过密闭管道、电磁三通阀和电磁两通阀进入气室，所述气室内气体传感器阵列对气味进行检测。
82、进一步，所述密闭管道与样品瓶之间通过密闭设备实现密闭连接。所述密闭设备包括但不限于针刺医用硅胶瓶盖和/或旋盖。
83、进一步，所述气体传感器阵列还包括微型气相色谱仪和/或微型气相质谱仪；
84、所述微型气相色谱仪和/或微型气相质谱仪用于对气室内气体成分进行色谱和/或质谱分析，从而得到不同气体成分组成及各成分比例。
85、本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明提供了一种可实现人体气味诊断功能的健康检测系统，该设备可实现人体腋下汗液气味的检测功能，并将将检测结果输入预先训练好的神经网络中，实现对用户疾病的诊断与预测，结果同时能够与云端服务器连接，具有便于移动、使用方便、检测精准的优点。便捷，结果准确，功耗极低的优点使得其便于进行室内家居社区以及医院对患者的早期无痛诊断提供便捷的方案，起到预防癌症与降低慢性疾病的发生率的作用。
86、具体的，本发明的有益效果如下：
87、1)采用梯度温度对人体代谢产物样品进行加热蒸发，结合对气室内气体适当加压的方式，解决呼气检测中标志物浓度过低，无法通过常温常压传感器测量的问题。
88、2)采用梯度温度对人体代谢产物进行加热蒸发，对样品不同加热温度下蒸发产物进行检测，实现对人体代谢产物成份的充分检测，提高传感器的感知域和获得的信息的丰度，能够获得更加准确的检测结果。
89、3)相比较于直接采用气袋吸气形式对人体气味进行采样，本方案采用汗液作为人体气味检测的标志物，解决了采样气体中空气成份过多，目标检测物被稀释的问题。
90、4)相比较于采集人体血液进行检测，采用吸汗棉形式对用户汗液进行采样为非侵入式采样，无创伤，不产生人体排斥反应，便于操作，用户舒适度高。
91、5)本方案吸汗棉采样完成后，立即装入样品瓶内，瓶盖设计为医用硅胶材质，在气体检测时可通过针刺瓶盖，对瓶内气体进行采样检测，使得被检测人员与采样人员整个过程无接触采样，保证样品的纯净。
92、6)医用硅胶的样品瓶盖设计，为实验人员多次对汗液样品进行取样提供了可能，保证所采集的汗液样品可重复取样与重复检测。
93、7)气室内增加压力传感器，对气室内气体压力进行实时监测，保证了气体检测传感器检测状态的稳定与检测结果的稳定。
94、8)通过对人体多种代谢产物的分析，解决了以往人体气体检测设备检测功能单一、检测范围窄、检测能力不强的问题。
95、9)通过智能融合人体多种代谢产物的分析，解决以往人体气味检测准确度底的问题，检测分析片面的问题。
96、10)采用梯度温度对人体代谢产物进行加热蒸发，对不同样品加热温度下蒸发产物进行检测，实现对人体代谢产物成份的充分检测，提高传感器的感知域和获得的信息的丰度，能够获得更加准确的检测结果。
97、11)本方案采用汗液作为人体气味检测的标志物，解决了呼气采样检测中空气成份过多，目标检测物被稀释的问题。
98、12)相比较于采集人体血液进行检测，采用多孔吸附体对用户汗液进行采样为非侵入式采样，无创伤，不产生人体排斥反应，便于操作，用户舒适度高。
99、13)本方案多孔吸附体采样完成后，立即装入样品瓶内，瓶盖设计为医用硅胶材质，在气体检测时可通过针刺瓶盖，对瓶内气体进行采样检测，使得被检测人员与采样人员整个过程无接触采样，保证样品的纯净。
100、14)医用硅胶的样品瓶盖设计，为实验人员多次对汗液样品进行取样提供了可能，保证所采集的汗液样品可重复取样与重复检测。
101、15)设备安装有显示模块和打印模块，方便用户在检测完成样品后立即查看检测结果，或立即打印检测结果。
102、16)设备安装有网络模块，可将气体检测设备连接云端服务器，用户可通过移动手机、手表等移动设备随时访问检测结果，随时了解自身健康状况。
103、17)本方案采用汗液作为人体气味检测标志物，提高了待检测气体浓度，使得ppm级传感器可以轻松胜任人体气体检测任务。
104、18)采集人体汗液、尿液、粪便等人体排泄物进行疾病诊断，相比于单一的人体呼气诊断设备，将更有利于对人体代谢异常的发现。
105、19)此方案结合神经网络与相关算法，使得普通传感器也可用于人体气味检测，降低了气味检测的门槛，降低传统人体气味研究过程中需花费大量人力物力进行高精度、高灵敏度的气体传感器阵列的研究投入的问题。
106、20)解决目前使用的呼气设备检测样品中成份浓度低以及传感器检测精度不够、设备成本高且容易受到口腔气体的干扰，导致检测结果不够准确、稳定的问题。
1.一种多维人体气味检测系统，其特征在于：包括气味采集模块(1000)、样品处理模块(2000)和所述样品检测模块(3000)。
2.根据权利要求1所述的一种多维人体气味检测系统，其特征在于，还包括云端服务器(5000)、数据处理工作站(4000)、移动终端(6000)；
3.根据权利要求1所述的一种多维人体气味检测系统，其特征在于，还包括云端服务器(5000)、移动终端(6000)；
4.根据权利要求2或3所述的一种多维人体气味检测系统，其特征在于，所述智能多维气体健康分析模块(4100)包括呼气智能分析模块(4121)、口腔唾液智能分析模块(4122)、鼻腔液体智能分析模块(4123)、泪液智能分析模块(4124)、耳道清洗液智能分析模块(4125)、人体汗液智能分析模块(4126)、尿液智能分析模块(4127)、直肠粪便智能分析模块(4128)、肠道气体智能分析模块(4129)和脚气智能分析模块(4130)中的一种或多种；
5.根据权利要求1所述的一种多维人体气味检测系统，其特征在于，所述气味采集模块(1000)还包括样品瓶(1100)和气袋(1200)；
6.根据权利要求1所述的一种多维人体气味检测系统，其特征在于，还包括呼气采集装置和肠道气体采集装置；
7.根据权利要求1所述的一种多维人体气味检测系统，其特征在于，所述样品处理模块(2000)包括加热台(2100)和梯度加热模块(2200)；
8.根据权利要求1所述的一种多维人体气味检测系统，其特征在于，还包括连通样品瓶(1100)与气室(3100)的密闭管道(3101)、连通气袋(1200)与气室(3100)的密闭管道(3101)、电磁两通阀(3102)和电磁三通阀(3103)；
9.根据权利要求8所述的一种多维人体气味检测系统，其特征在于，所述密闭管道(3101)与样品瓶(1100)之间通过密闭设备实现密闭连接；所述密闭设备包括但不限于针刺医用硅胶瓶盖和/或旋盖。
10.根据权利要求9所述的一种多维人体气味检测系统，其特征在于，所述气体传感器阵列(3200)还包括微型气相色谱仪和/或微型气相质谱仪；
