CN102215241A - 十二导联实时远程心电监护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种十二导联实时远程心电监护系统，属于医疗监护设备，由由心电监护中心和便携式心电监护仪(患者端)组成。所述便携式心电监护仪(患者端)主要由心电数据采集处理单元、数据通讯单元和供电管理单元组成。心电数据采集单元可以采集12导联同步心电信号，由标准的10路心电信号采集电路组成。人体心电信号经贴附于体表的心电电极和10路12导联线送入心电数据采集单元，经模拟放大、共模抑制放大、滤波后进行A/D转换成数字信号，由中心处理器进行实时压缩后送数据通讯单元发送到心电监护中心，供监护人员进行分析。本发明所述便携式心电监护仪体积小、集成度高、智能化高、性能可靠、操作简便，可以获取临床所需的实时心电数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于医疗心电动态监护领域的实时远程心电监护系统，尤其是一种十二导联实时远程心电监护系统。
技术背景
目前动态心电监护已经成为医疗临床上诊断、监测心脏疾病的常用方法，尤其是对心律失常、隐匿性冠心病和突发心脏事件的诊断和预报具有重要意义。近年来，国内、外已研制出了多种基于“Holter系统”的便携式远程心电监护设备/系统，远程心电监护技术已经获得了长足发展，使得动态心电监护的应用得到了普及和延伸。但现有的远程心电监护系统仍存在着诸多需要解决的问题和缺陷：
(1)Holter系统(动态心电图记录回放系统)：20世纪50年代，美国科学家Holter首创了动态心电图记录装置，可以长时间(24-72小时)记录病人正常生活状态下的心电活动，监测患者应激状态下的异常心电和随机病理发作，而且病人可以远离医院在家中进行心电数据记录，但必须等到24小时检测完毕后经过回放方能作出分析报告，不能迅速，即时地获得检测结果，因此严重影响了诊断和即时治疗。这是Holter的最大缺憾。因为Holter不具备心电信号传输能力，从严格意义上讲，只能算远程监护系统的前端装置。
(2)TTM心电监护系统经电话传送心电图检测的TTM(Transtelephonic ECG Monitoring)监护系统于20世纪70年代开始将应用于临床。其基本原理是应用心电记录仪将心电信号记录并转成声频信号，再通过电话将其传送到监测中心，最后经调制解调器转成心电图信号。其核心是一个心电图监护记录单元和通讯单元，当用户感到不适或监护单元发现心电不正常时可记录下数秒到数分钟的心电图，通过电话经声耦合的方式传送到医院。医生在短时间内为患者提供诊断及治疗意见，通过电话指导治疗。临床实践证明，该系统不能实现实时监护，且容量小、易受干扰、同步要求高等缺点。
(3)遥测心电监护系统心电遥测监护系统一般可分为电话心电遥测和无线心电遥测。电话心电遥测是在心电采集器和心电接收器之间进行遥测，通过声耦合把遥测的心电信号经电话线传送到医院的心电监护工作站。与Holter系统及TTM系统相比，电话心电遥测在心电监测的实时性上有所改进，但仍会限制病人的活动，且难以做到长期监护。无线电遥测由心电检测单元和无线传输单元构成，心电检测单元把检测到的心电信号通过无线电方式发送到心电接收仪中，后者把心电信号传送给PC机，由PC机对心电信号进行简单的处理，识别常见的几种心律失常，根据严重程度决定是否将心电图上网传给医院。无线遥测心电监护可以让病人在一定范围内自由活动，而且心电信号能实时反映在遥测分析系统中，虽然给病人带来行动上的便利，但由于通讯，电视以及医疗电子仪器的广泛应用，其抗干扰能力差，甚至在某些场合无线遥测根本不能正常工作。这些缺点对远程心电监护的实施和疾病的诊断产生许多不利的影响。
(4)基于计算机网络的远程心电监护系统在基于计算机网络的远程心电监护系统中，通常由PC机来控制心电信号传感器进行ECG的采集，然后再把ECG数据通过计算机网络传输到医院的心电监护工作站。前端的PC机可以对所采集到的心电信号进行实时处理、报警和提示，也可以将心电数据部分或全部发送到医院的心电监护中心进行进一步的分析和处理。但此系统也存在其固有的弊端：系统的前端必须要有可以上网的PC机，否则该监护系统将无法使用。这使得监护系统的使用环境和用户的活动范围受限，也就无法科学、全面地对用户在各种活动下的心电信号实施监护，从而不利于病情的诊断。广东省科学院自动化工程研制中心钱卫明等在申请号为00117278.6的发明专利申请中提出的心电监护网络系统就属于此类型。
(5)基于移动通信的远程心电监护系统为了保证患者的心电信号的准确性和科学性，远程心电监护系统要求用户在日常生活中保持一定的活动。移动通信能为用户提供更大的活动范围、更灵活的通讯方式，而且GSM/GPRS、CDMA数据传输速度以及通信质量都比较高，基于移动通讯技术的远程心电监护越来越受人们重视，国内已经出现了多种此类心电监护系统，实现了通过GPRS数据传输心电数据，其前端机有单导联、3导联、6导联和12导联几种。单导联、3导联、6导联的系统仅适用于心律失常的监测；而所有类型都存在着使用方法过于复杂，具有显示功能的前端设备其显示的心电图形仅适合于专业技术人员查看；只能由患者凭感觉发送数据，与医疗单位的监护中心无交互性，对无症状的心脏病变和在睡眠中的患者无法及时发送数据，可能影响及时的诊断的治疗；由于存在以上主要缺陷，限制了其在临床中的使用和普及。
哈尔滨工程大学赵国良在申请号为02259731.X的实用新型专利申请中提出的心电监护系统，是用手机传输心电数据，但其首先不是12导联，只有胸前导联，仅适用于心律失常的监测；其次，其传输的数据是将心电信号调制成声频信号后进行传输，接收端是由固定电话接收，再经过解调后送入计算机进行处理，传输数据的可靠性难以保证；其三在使用时须由患者自行操作设备并拨打接收端的固定电话，操作复杂，紧急情况下患者可能无法完成。
上海吉量软件科技有限公司鲁巍峰等在申请号为03116539.7的发明专利申请中提出的远程心电监护系统，也不是12导联，只有7个导联，不能全面反映心电活动情况。其前端设备将心电信号采集和心电数据发送分做为二个设备，之间由蓝牙进行数据交换，再由心电数据发送设备通过GSM/GPRS、CDMA移动通信网络传输数据，携带不便，操作复杂，而且心电数据发送设备还具有心电图显示和处理等功能，相对于患者来说过于专业。
中国医科大学医疗器械研制中心张石等等在申请号为200810012485.0的发明专利申请中提出的无线远程心电监护系统，是12导联，通过GSM/GPRS接入互联网与监护中心进行数据传输，使用TCP/IP协议。可连续记录24小时或更长的心电图，并对心电图进行分析、存储和显示，实现了远程无线传输12导联心电数据。但其对心电数据的发送须由患者按下发送键，且在发送时须停止对心电数据的采集，待发送完成后再重新启动心电数据采集。对无症状的心脏病变和在睡眠中的患者来说无法及时发送数据，而出现突发心脏事件时，患者也可能无法正确操作设备。
发明内容
本发明的目的和所要解决的是在克服上述现有技术的不足之处的基础上，提供一种十二导联实时远程心电监护系统且由该系统完成接收并还原由便携式心电监护仪发回的心电数据并还原成心电图，供监护人员进行分析并对所有监护对象及医疗单位进行分级管理，可确保监护数据的安全同时对所有监护数据进行管理、存储，按权限级别随时提供心电数据查询服务的任务。
为此，本发明解决所述问题的技术方案是：一种十二导联实时远程心电监护系统，其特征在于，所述系统由心电监护中心与带有心电图仪、移动电话集成为一体的且具有心电数据采集单元、数据通讯单元和供电管理单元的便携式心电监护仪构成，所述便携式心电监护仪与所述心电监护中心之间由固定IP地址形成一个无线局域网，并与互联网相联，所述便携式心电监护仪与所述心电监护中心之间的数据通讯采用的是移动数据通讯协议。
并且，所述的便携式心电监护仪，其所述的心电数据采集单元是由采集十二导联同步心电信号、且由十路心电信号组成的采集电路构成，所述采集电路所采集的人体心电信号送入所述心电数据采集单元后经模拟放大、共模抑制放大、滤波后进行A/D转换成数字信号并由所述心电数据采集单元的中心处理器进行实时压缩后送所述的数据通讯单元发送。
并且，所述的便携式心电监护仪，其向所述数据通讯单元发送的心电数据至少包括三种方式：一是由所述便携式心电监护仪本体定时自动发送即时的心电数据，二是由使用者手动发送即时的心电数据，三是由所述便携式心电监护仪本体连续长时间的发送实时心电数据。
并且，所述的便携式心电监护仪，其特征在于所述心电监护仪开机并自检后，首先完成拨号上网步骤，使其随时处于在线状态，以供使用者可以在任何时间通过向监护仪发出指令来调取实时的心电数据进行分析。优选的，所述的便携式心电监护仪可以对采集的心电数据进行显示和存储或可以不对采集的心电数据进行显示和存储。
并且，所述的便携式心电监护仪，其本体上设置有GPS定位模块。
并且，所述的心电监护中心，是由网络交换机、路由器、数据服务器、数据存储单元、计算机工作站和打印机设备构成，且进行网络数据传输并提供网络数据服务的数据中心经专用光纤与移动通讯服务提供商的中心机房和互联网相联，所述监护中心可以设立在医疗单位或任何地方并由心电监护技术人员远程登录监护中心网站对心电图进行分析和管理。
并且，所述的便携式心电监护仪与所述的心电监护中心之间数据传输网络包括3G网络。
相比现有技术，本发明具有的积极效果是：所述的便携式心电监护仪(患者端)是将心电图仪与移动电话高度集成的电子设备，由电池供电，通过SIM卡(或UIM卡)，由GPRS(或CDMA或3G)网络传输数据。其效果体现在：
1.采集12导联心电数据并实时发送，由本发明的便携式心电监护仪能同时采集12导联心电信号，并进行同步的放大、滤波、数模转换、数据压缩并将心电数据实时发送回监护中心。
2.具有多种发送模式，由本发明的便携式心电监护仪对心电数据的发送具有多种方式，包括定时自动发送即时的心电数据、患者手动发送即时的心电数据、连续长时间发送实时心电数据。与其他完全需要患者手动发送的设备相比，不仅操作简单方便，而且也避免了在心脏突发事件中，患者由于病情因素无法准确操作仪器而造成心电数据漏发。连续长时间发送是专为指导急救车中对患者进行救治而设的功能，为正确采取治疗措施、赢得治疗时间所必需。
3.24小时在线与监护中心交互，由本发明的便携式心电监护仪的一个重要功能是设备开机自检后，首先完成拨号上网动作，随时处于在线状态，监护医生可以在任何时间通过向监护仪发出指令来调取实时的心电数据进行分析。这对了解高危人群的心电变化、对掌握监护患者病情的变化和治疗效果都有非常重要的意义。尤其是心脏病的突发事件往往发生于夜晚和凌晨期间，监护医生在这期间的主动提取实时的心电数据，可能为患者的及时救助提供宝贵的时间。
4.可以实现精确定位，由本发明的便携式心电监护仪可以根据需要加装GPS全球定位模块，对重点监护对象进行精确定位管理，在突发心脏事件时，监护中心可以直接与医疗单位的的急救中心联系，指导医护人员快速、准确地到达患者身边进行救治。
5.可以接收紧急呼叫，由本发明的便携式心电监护仪具备了接听电话的功能，当监护对象发生心脏突发事件时，可以通过仪器自带的蜂鸣器呼叫监护对象接听电话、接受监护医生的指导用药或采取自救措施。
6.操作简便，由本发明的便携式心电监护仪操作简便，除心电电极的定位和连接外，使用者只需要打开电源开关即可。
7.本发明的便携式心电监护仪(患者端)与心电监护中心之间由固定IP地址形成一个无线局域网，并与互联网相联，构成12导联实时心电监护系统。便携式心电监护仪(患者端)与心电监护中心之间通过移动数据传输协议进行数据传输。
8.本发明的便携式心电监护仪(患者端)与心电监护中心之间数据传输网路包括了3G网络，从而使服务领域及内容有了海量功能的保证。
附图说明
图1是本发明涉及的十二导联实时远程心电监护系统的结构示意图；
图2是本发明涉及的便携式心电监护仪结构示意图；
图3是本发明涉及的便携式心电监护仪工作模式图。
图中：图1中的GPRS网络也可以是CDMA网络或3G通讯网络。
具体实施方式
结合以上附图，本发明是一种十二导联实时远程心电监护系统，其中，所述系统由心电监护中心与带有心电图仪、移动电话集成为一体的且具有心电数据采集单元、数据通讯单元和供电管理单元的便携式心电监护仪构成，所述便携式心电监护仪与所述心电监护中心之间由固定IP地址形成一个无线局域网，并与互联网相联，所述便携式心电监护仪与所述心电监护中心之间的数据通讯采用的是移动数据通讯协议。
并且，所述的便携式心电监护仪，其所述的心电数据采集单元是由采集十二导联同步心电信号、且由十路心电信号组成的采集电路构成，所述采集电路所采集的人体心电信号送入所述心电数据采集单元后经模拟放大、共模抑制放大、滤波后进行A/D转换成数字信号并由所述心电数据采集单元的中心处理器进行实时压缩后送所述的数据通讯单元发送。
并且，所述的便携式心电监护仪，其向所述数据通讯单元发送的心电数据至少包括三种方式：一是由所述便携式心电监护仪本体定时自动发送即时的心电数据，二是由使用者手动发送即时的心电数据，三是由所述便携式心电监护仪本体连续长时间的发送实时心电数据。
并且，所述的便携式心电监护仪，其特征在于所述心电监护仪开机并自检后，首先完成拨号上网步骤，使其随时处于在线状态，以供使用者可以在任何时间通过向监护仪发出指令来调取实时的心电数据进行分析。优选的，所述的便携式心电监护仪可以对采集的心电数据进行显示和存储或可以不对采集的心电数据进行显示和存储。
并且，所述的便携式心电监护仪，其本体上设置有GPS定位模块。
并且，所述的心电监护中心，是由网络交换机、路由器、数据服务器、数据存储单元、计算机工作站和打印机设备构成，且进行网络数据传输并提供网络数据服务的数据中心经专用光纤与移动通讯服务提供商的中心机房和互联网相联，所述监护中心可以设立在医疗单位或任何地方并由心电监护技术人员远程登录监护中心网站对心电图进行分析和管理。
并且，所述的便携式心电监护仪与所述的心电监护中心之间数据传输网络包括3G网络。
具体地说，本发明是由心电监护中心和便携式心电监护仪(患者端)构成的。
其中的佩戴在患者身上的便携式心电监护仪是心电图仪与移动电话高度集成的电子设备，其可以分为心电数据采集处理单元、数据通讯单元和供电管理单元。心电数据采集单元可以采集12导联同步心电信号，由标准的10路心电信号采集电路组成。人体心电信号经贴附于体表的心电电极和10路12导联线送入心电数据采集单元，经模拟放大、共模抑制放大、滤波后进行A/D转换成数字信号，由中心处理器进行实时压缩后送数据通讯单元发送。所述数据通讯单元包括GSM/GPRS或CDMA通讯模块或3G通讯模块、SIM卡或UIM卡座、天线、蜂鸣器和耳麦插座。供电管理单元将电池电压升至5V、3.3V工作电压。而心电监护中心则是由网络交换机、路由器、数据服务器、数据存储单元、计算机工作站和打印机等设备组成的、能进行网络数据传输并提供网络数据服务的数据中心，经专用光纤与移动通讯服务提供商的中心机房和互联网相联。监护中心可以设立在医疗单位或任何地方，心电监护技术人员远程登录监护中心网站对心电图进行分析和管理。
再述并如图1所示，由于本发明的12导联实时远程心电监护系统是由心电监护中心和便携式心电监护仪组成，心电监护中心是由网络交换机、路由器、数据服务器、数据存储单元、计算机工作站和打印机等设备组成的、能进行网络数据传输并提供网络数据服务的数据中心，经专用光纤与移动通讯服务提供商的中心机房和互联网相联。这样一来监护中心就可以设立在医疗单位或任何地方。而心电监护中心与便携式心电监护仪由固定IP组成无线局域网，采用移动数据协议传输数据，便携式心电监护仪采集的是12导联同步心电信号，通过心电电极片和标准10路12导联线与人体相连。
因为本发明的便携式心电监护仪的心电数据采集单元可以采集12导联同步心电信号，由标准的10路心电信号采集电路组成。所以当人体心电信号经贴附于体表的心电电极和10路12导联线送入心电数据采集单元后，信号经模拟放大电路后进入共模抑制放大电路，除掉由化学半电池电位产生的直流电压，信号进入滤波电路，先滤除远大于100Hz的空间射频干扰，再滤除50Hz工频干扰，然后信号进入中心处理器，进行A/D转换成数字信号，由中心处理器进行实时压缩后送数据通讯单元。发送单元的发送动作分别为监护对象自行触发、监护中心指令调取和中心处理器指令发送。每次监护对象自行触发或发送指令发送，数据通讯单元都可以按预先设置的参数向监护中心发送固定时长的实时心电数据或连续不断的实时心电数据。
所以便携式心电监护仪发送的实时心电数据是通过无线局域网传输，且首先按一定的格式进入监护中心的服务器的数据库，并激活实时监护状态，专业监护人员登录监护中心网站查阅监护对象的心电数据时，服务器首先对数据进行解压缩，使之还原为数字心电图信号并在监护工作站上显示，供监护人员判读。
以下是系统使用的步骤
一，便携式心电监护仪按以下步骤运行，直到关机：
1.接通电源；
2.供电管理模块开始工作，设备进行自检；
3.系统初始化；
4.完成拨号上网动作，处于“在线”状态；
5.启动心电数据采集处理模块；
6.等待并响应监护对象触发发送键，调用数据通讯模块发送心电数据；
7.接受中心处理器指令，调用数据通讯模块发送心电数据；
8.接受心电监护中心指令，调用数据通讯模块发送心电数据；
9.接受心电监护中心指令，调用数据通讯模块实施紧急呼叫；
10.电池电量不足时，供电管理模块发出警示信号；
11.切断电源关闭系统或电量不足时自行关闭系统。
二，监护中心服务器按以下步骤运行：
1.接收心电数据，并按一定的格式存入指定地址；
2.通知监护工作站监护人员处理接收到的心电数据，进入实时监护状态；
3.响应监护工作站调用数据指令并将数据解压缩；
4.在工作站计算机上显示指定的心电图供监护人员判读；
5.接受监护人员对心电图诊断意见的存储指令，并提供心电图、心电诊断报告打印服务。
Claims (8)
1.一种十二导联实时远程心电监护系统，其特征在于，所述系统由心电监护中心与带有心电图仪、移动电话集成为一体的且具有心电数据采集单元、数据通讯单元和供电管理单元的便携式心电监护仪构成，所述便携式心电监护仪与所述心电监护中心之间由固定IP地址形成一个无线局域网，并与互联网相联，所述便携式心电监护仪与所述心电监护中心之间的数据通讯采用的是移动数据通讯协议。
2.根据权利要求1所述的十二导联实时远程心电监护系统，其特征在于，所述的便携式心电监护仪，其所述的心电数据采集单元是由采集十二导联同步心电信号、且由十路心电信号组成的采集电路构成，所述采集电路所采集的人体心电信号送入所述心电数据采集单元后经模拟放大、共模抑制放大、滤波后进行A/D转换成数字信号并由所述心电数据采集单元的中心处理器进行实时压缩后送所述的数据通讯单元发送。
3.根据权利要求1或2所述的十二导联实时远程心电监护系统，其特征在于，所述的便携式心电监护仪，其向所述数据通讯单元发送的心电数据至少包括三种方式：一是由所述便携式心电监护仪本体定时自动发送即时的心电数据，二是由使用者手动发送即时的心电数据，三是由所述便携式心电监护仪本体连续长时间的发送实时心电数据。
4.根据权利要求1所述的十二导联实时远程心电监护系统，其特征在于，所述的便携式心电监护仪，其特征在于所述心电监护仪开机并自检后，首先完成拨号上网步骤，使其随时处于在线状态，以供使用者可以在任何时间通过向监护仪发出指令来调取实时的心电数据进行分析。
5.根据权利要求1所述的十二导联实时远程心电监护系统，其特征在于，所述的便携式心电监护仪可以对采集的心电数据进行显示和存储或可以不对采集的心电数据进行显示和存储。
6.根据权利要求1所述的十二导联实时远程心电监护系统，其特征在于，所述的便携式心电监护仪，其本体上设置有GPS定位模块。
7.根据权利要求1所述的十二导联实时远程心电监护系统，其特征在于，所述的心电监护中心，是由网络交换机、路由器、数据服务器、数据存储单元、计算机工作站和打印机设备构成，且进行网络数据传输并提供网络数据服务的数据中心经专用光纤与移动通讯服务提供商的中心机房和互联网相联，所述监护中心可以设立在医疗单位或任何地方并由心电监护技术人员远程登录监护中心网站对心电图进行分析和管理。
8.根据权利要求1所述的十二导联实时远程心电监护系统，其特征在于，所述的便携式心电监护仪与所述的心电监护中心之间数据传输网络包括3G网络。
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