CN101716075A - 具有双定位功能的十二导联动态心电图仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，属于医疗器械的技术领域。按照本发明提供的技术方案，一种具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，动态心电图仪的微处理器的输入端与GPS接收机相连；GPS接收机通过GPS接收天线接收GPS的定位信息，并传送到微处理器；移动基站定位模块，用于检测移动基站的定位辅助信息，并传送到微处理器；微处理器，接收GPS接收机的定位信息、移动基站定位模块的定位辅助信息及12导联心电信号采集与处理模块的心电信号，并将定位信息、定位辅助信息及心电信号进行时间关联后，存储到数据存储模块中，微处理器通过数据通信模块与中心服务器进行数据通信。本发明使用方便，定位准确，实用性好。

Description

具有双定位功能的十二导联动态心电图仪

技术领域

本发明涉及一种动态心电图仪，尤其是一种具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，属于医疗器械的技术领域。

背景技术

心血管病是威胁人类生命的第一“杀手”。全世界心血管疾病每年将夺走1650万人的生命，占世界总死亡人口的1/4。心血管疾病已成为我国城乡居民的第一位死因，每年死亡的人数近三百万，占总死亡人数的35％，且比例还在逐年上升。随着中国进入老龄化快速人口增长高峰，心血管疾病的患者还将大幅增加。更令人担忧的是随着生活节奏、工作压力的增加以及饮食结构的变化，心脑血管病发病和死亡呈现年轻化趋势，三四十岁左右发生心肌梗死的已屡见不鲜。心血管疾病的特点是发病急、变化快，因救治不及时而死亡率高。尤以冠心病、心肌病、有心律失常病史、心脏移植等病况，具有病发突然、随机、高猝死率特点，通常在急性症状出现后10～30分钟就可能引起病人猝死。因此，如何针对高危心脏患者，在发病时能及时知到患者处在的准确位置，对指引救助人员第一时间赶到现场实施救助，可有效降低高危心脏病人群因得不到及时抢救而导致死亡的发生率。

动态心电图仪(简称HOLTER)由诞生、发展、趋于完善，历经了近半个世纪。其心电信号测量从单导联、双导联到三导联逐步发展，直到近几年世界上才研制出了可应用于临床的12导联同步心电图，标志着动态心电图仪监测导联体系的完善，相对于单导联、双导联和三导联对心电波形识别的准确率仅为20％～30％，12导联同步动态心电图对心电波形识别的准确率可达95％以上，可准确诊断识别高危心脏病患者在晕厥或猝死时伴随存在多种高危心电图的表现和病发征兆，使得动态心电图仪对较严重心脏病的患者进行实时监护才有了实际使用价值。

GPS全球定位系统(Global Positioning System)，又称为全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美国国防部研制和维护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为客户端的GPS接收机。最少只需其中3颗卫星，就能迅速确定客户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，译码出来的位置就越精确。现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度，高精度接收机定位精确度可达5米以内。GPS的缺陷是由于卫星是处在相当高的运行轨道上，其传送的讯号是相当微弱，受所在位置和天气的影响较大，当遇到天气不佳的时候、或者处于室内、高架桥、树阴的下面，或者在高楼的旁边角落、地下车库(或者简单地说当见不到天空的时候)，GPS的定位就会受到相当大的影响，甚至无法进行定位。

移动基站定位(LBS)技术的原理是，每个移动通信终端都需要连接到附近的移动蜂窝基站才能进行通信，因此如果知道这个基站的位置坐标(经度和纬度)，根据移动通信终端在该基站的小区扇区号和接收到的该基站信号强度，按一定的算法可计算出该通信模块所在的大体位置。相对于GPS定位技术，采用基站定位，其精度较低，通常在30～200米左右，但其具有GSM信号覆盖的区域都可以有效定位的显著特点，包括地下停车场、电梯等场所。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，其使用方便，定位准确，实用性好。

按照本发明提供的技术方案，所述具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，包括动态心电图仪；还包括GPS接收机及移动基站定位模块；所述动态心电图仪的微处理器的输入端与GPS接收机相连；所述GPS接收机通过GPS接收天线接收GPS的定位信息，并传送到微处理器；所述移动基站定位模块，用于检测移动基站的定位辅助信息，并传送到微处理器；所述微处理器，接收GPS接收机的定位信息、移动基站定位模块的定位辅助信息及12导联心电信号采集与处理模块的心电信号，并将定位信息、定位辅助信息及心电信号进行时间关联后，存储到数据存储模块中，微处理器通过数据通信模块与中心服务器进行数据通信。

所述12导联心电信号采集与处理模块包括信号采集模块、信号放大模块、低通滤波模块、模数转换模块及数字滤波模块。所述数据通信模块包括无线数据通信模块及USB通信数据接口。所述GPS接收机通过GPS天线接收定位信息；所述定位信息包括日期、时间、所在位置的经度值、纬度值与海拔高度值、移动速度及运动方向值。所述移动基站定位模块检测的定位辅助信息包括移动蜂窝基站的编号、蜂窝扇区号及接收信号强度值；所述定位辅助信息与心电信号时间关联后，存储到数据存储模块。

所述GPS接收机及GPS天线被障碍物遮挡时，GPS接收机发送定位无效信号到微处理器，所述微处理器读取移动基站定位模块的定位辅助信息，将定位辅助信息与心电信号进行时间关联后存储到数据存储模块。

本发明的优点：使用方便，通过GPS定位于移动基站定位相结合，能够准确的定位动态心电图仪的位置信息，通过无线通信模块与中心服务器进行通信，能快速定位，当快速抢救赢得了时间。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明的控制流程图。

图3为移动基站定位数据库建立流程图。

图4为中心服务器解析心电信号及定位信息的流程图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：本发明包括动态心电图仪、12导联心电信号采集与处理模块、GPS接收机及GPS天线、移动基站定位模块、数据存储模块及数据通信模块。

如图1所示：所述动态心电图仪的微处理器的输入端分别与12导联心电信号采集与处理模块、GPS接收机及移动基站定位模块的输出端相连。所述12导联心电信号采集与处理模块，用于获得12导联同步心电图，12导联心电信号采集与处理模块包括信号采集模块、信号放大模块、低通滤波模块、模数转换模块及数字滤波模块。所述12导联心电信号采集与处理模块将采集的心电模拟信号转换为心电数字信号，便于微处理器的读取与存储。所述低通滤波模块及数字滤波模块，用于消除50Hz的工频干扰信号、基线漂移和肌电干扰信号，形成12导联同步心电图数据。

所述GPS接收机及GPS天线，用于获取动态心电图仪的定位信息。定位信息包括定位日期、时间、所在位置的经度值、纬度值、海拔高度值及佩戴者的移动速度和运动方向值，所述GPS接收机及GPS天线获得定位信息，并传送到微处理器。

所述移动基站定位模块，用于获取动态心电图仪佩戴者的定位辅助信息。所述定位辅助信息包括正在连接的移动蜂窝基站的编号、蜂窝扇区号和接收信号强度值。所述定位辅助信息中包括移动网络识别码MNC，用于识别不同运营者的网络，位长2位，中国移动GSM网为00，中国联通的GSM网为01，中国联通CDMA网为03；位置区识别码LAC，由16比特组成，范围0000-FFFF，其中0000、FFFE保留，十进制数前三位是地级市编号，后两位是下属县区编号；小区识别码CI，识别一个位置区内的小区，由16比特组成，范围0000-FFFF。在这5位10进制数中，前四位表示手机所在基站的编号，最后一位表示手机基站所在的扇区。当最后一位为1时，表示覆盖小区正北；最后一位为2时，表示覆盖小区东南；最后一位为3时，表示覆盖小区西南；接收到基站发射信号的强度电平RxLev，用于表示移动基站定位模块与移动基站间的距离。

所述微处理器，接收GPS接收机的定位信息、移动基站定位模块的定位辅助信息及12导联心电信号采集与处理模块的心电信号，并将定位信息、定位辅助信息及心电信号进行时间关联后，存储在数据存储模块中。当所述GPS接收机与GPS天线被遮挡不能有效定位时，GPS接收机向微处理器发送定位无效信号，所述微处理器读取移动基站定位模块的定位辅助信息，并将定位辅助信息与心电信号进行时间关联后存储到数据存储模块。

所述微处理器通过数据通信模块与中心服务器进行数据通信。所述数据通信模块包括无线数据通信模块及USB通信接口。当动态心电图仪实时监测心电信号时，所述微处理器通过无线数据通信模块以无线互联网的方式将心电信号、及与心电信号时间相关联的定位信息或定位辅助信息传送给中心服务器。动态心电图仪也可以通过USB通信接口直接与中心服务器进行数据交换。

如图2所示：启动动态心电图仪或通过设置定时测量方式进行心电信号的采集。所述12导联心电信号采集与处理模块采集心电信号，进行模数转换及放大滤波后，传输到微处理器；所述微处理器接收心电信号，并存储到数据存储模块中。所述微处理器读取移动基站定位模块的定位辅助信息；微处理器检测GPS接收机是否有效定位，当GPS接收机与GPS天线被障碍物遮挡时，GPS接收机不能有效定位，GPS接收机向微处理器发送定位无效信号，微处理器直接将定位辅助信息存储到数据存储模块中；当GPS接收机与GPS天线能正常定位时，微处理器读取GPS接收机的定位信息，并存储到数据存储模块中。所述微处理器将定位辅助信息、定位信息与心电信号进行时间关联。当动态心电图仪需要向中心服务器传输数据时，可以通过无线数据通信模块将数据存储模块中的数据与中心服务器进行数据交换。动态心电图仪也可以通过USB数据通信接口向中心服务器传输数据。

如图3所示：中心服务器为能够快速解析出定位信息及定位辅助信息，中心服务器根据接收的具有定位信息或定位辅助信息的心电信号建立移动基站的数据库，方便中心服务器快速查询。所述中心服务器与微处理器进行数据通信，中心服务器提取数据中的GPS定位信息和移动基站定位模块的定位辅助信息。当GPS定位信息有效时，中心服务器将定位信息中的经度值与纬度值的位置记入基站定位数据库中；对于在同一基站范围中不同地点测量所得GPS的不同经度值和纬度值，取经度值与纬度值的平均值，作为移动基站位置的经度值与纬度值，记入定位数据库中。当GPS定位无效时，中心服务器循环查询有效的GPS定位信息，对移动基站进行定位。

移动基站定位数据库是由多个数据元素组成，每个数据元素对应描述一个基站的位置信息。数据元素是由下列数据项组成：基站所属国家、基站所属运营商、基站类型、基站频率、基站所在地区编码、基站编号、基站位置经度值、基站位置纬度值、基站小区半径及位置精度等级。

基站所属国家的编码范围为十进制的000～999，中国移动国家号为460；基站运营商的编码范围为十进制的00～99，移动和联通是00和01。基站类型为GSM、CDMA、小灵通和3G。基站频率为GSM900MHz、GSM1800MHz、CDMA800MHz。所在地区编码为十进制数前三位是地级市编码，后两位是下属县区编码。基站编号的第二位之前的十进制数为基站编号，最后一位为扇区号。基站位置由计算获得的该基站位置的经度和纬度值。基站小区半径由计算获得的该基站小区半径，单位为米。位置精度等级为精度等级1～10级，等级越高，基站位置精度越准。

如图4所示：当中心服务器软件接收到心电图仪发送来的测量数据后，首先取出数据中的心电图数据并显示心电图波形和相关信息供医生人工诊断判读，也可送给相应软件模块进行计算机自动诊断判读。然后取出数据中的GPS定位信息，若GPS定位信息定位有效，则以此GPS经度值和纬度值在电子地图上标著此测量点，若GPS定位信息定位无效，则取出数据中的移动基站定位辅助信息，以基站编号为索引查找基站定位数据库，首先取得该编号基站位置的经度值和纬度值，再根据基站的定位辅助信息中的移动终端所在扇区和移动终端接收此基站的信号电平强度，按下列算法计算出移动终端所在的具体位置。

接收信号电平RxLev，作为移动终端与基站间距离计算的辅助依据，RxLev取值范围为0～63。计算距离前先将接收信号电平RxLev转换成接收信号空间损耗值Ls，计算公式为Ls(dB)＝110(dB)-RxLev。

移动终端接收信号空间损耗值Ls与基站间距离(D)关系为：Ls(dB)＝32.45+20lgF(MHz)+20lgD(km)；F为基站频率，900MHz、1800MHz，单位是MHz；D为手机与基站间距离，单位是公里。

再根据小区识别码CI中的最后一位指示的扇区确定其方位，计算出具的位置经度和纬度值，并以此计算获得的经度值和纬度值在电子地图上标著此测量点。

所述中心服务器根据定位信息及定位辅助信息的变化，可以预测动态心电图仪佩戴者的运动去向及运动速度。当中心服务器与微处理器间不能由无限数据通信模块进行通信时，微处理器由数据通信模块直接呼叫急救中心。若GPS定位信息无效时，中心服务器根据前一时刻的定位信息及当前时刻的定位辅助信息确定动态心电图仪佩戴者的位置信息，定位快速准确。

Claims (6)

1.一种具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，包括动态心电图仪，其特征是：还包括GPS接收机及移动基站定位模块；所述动态心电图仪的微处理器的输入端与GPS接收机相连；所述GPS接收机通过GPS接收天线接收GPS的定位信息，并传送到微处理器；所述移动基站定位模块，用于检测移动基站的定位辅助信息，并传送到微处理器；所述微处理器，接收GPS接收机的定位信息、移动基站定位模块的定位辅助信息及12导联心电信号采集与处理模块的心电信号，并将定位信息、定位辅助信息及心电信号进行时间关联后，存储到数据存储模块中，微处理器通过数据通信模块与中心服务器进行数据通信。

2.如权利要求1所述的具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，其特征是：所述12导联心电信号采集与处理模块包括信号采集模块、信号放大模块、低通滤波模块、模数转换模块及数字滤波模块。

3.如权利要求1所述的具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，其特征是：所述数据通信模块包括无线数据通信模块及USB通信数据接口。

4.如权利要求1所述的具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，其特征是：所述GPS接收机通过GPS天线接收定位信息；所述定位信息包括日期、时间、所在位置的经度值、纬度值与海拔高度值、移动速度及运动方向值。

5.如权利要求1所述的具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，其特征是：所述移动基站定位模块检测的定位辅助信息包括移动蜂窝基站的编号、蜂窝扇区号及接收信号强度值；所述定位辅助信息与心电信号时间关联后，存储到数据存储模块。

6.如权利要求1所述的具有双定位功能的十二导联动态心电图仪，其特征是：所述GPS接收机及GPS天线被障碍物遮挡时，GPS接收机发送定位无效信号到微处理器，所述微处理器读取移动基站定位模块的定位辅助信息，将定位辅助信息与心电信号进行时间关联后存储到数据存储模块。

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