CN104644159A - 远程心电监测与诊断系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种监测诊断系统，尤其是一种远程心电监测与诊断系统，属于远程医疗的技术领域。按照本发明提供的技术方案，所述远程心电监测与诊断系统，包括用于采集并能存储心电信号的心电数据采集单元，所述心电数据采集单元与用于接收并进行心电信号显示的移动终端连接，所述移动终端通过网络与心电分析平台连接；心电分析平台能对移动终端传输的心电信号进行分析处理。本发明使用方便，能实现远程监控与诊断，满足心电监测的使用要求，安全可靠。

Description

远程心电监测与诊断系统
技术领域
本发明涉及一种监测诊断系统，尤其是一种远程心电监测与诊断系统，属于远程医疗的技术领域。
背景技术
心电图的测量是目前医院心脏活动的诊断和测量的主要方式之一，并且医生均是依据心电信号的时域、频域指标进行分析和诊断，而心脏是一个混沌系统，心电信号具有非线性特性。
心脏的病变是一个缓慢的过程，正常人很难觉察到心脏的微小变化。并且往往具有突发性、短暂性和很大的危险性，因此患者必须能够实时的，方便的进行心电监测。现有的动态心电图具有局限性，医生只能在后期并发才治疗，当发现异常之后，很难知道病人之前的状态，更不能对病人并发之前进行指导。此外，对于一些高危的病人需要进行实时的监测和预警，从而避免危险的发生。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种远程心电监测与诊断系统，其使用方便，能实现远程监控与诊断，满足心电监测的使用要求，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述远程心电监测与诊断系统，包括用于采集并能存储心电信号的心电数据采集单元，所述心电数据采集单元与用于接收并进行心电信号显示的移动终端连接，所述移动终端通过网络与心电分析平台连接；心电分析平台能对移动终端传输的心电信号进行分析处理。
所述移动终端能对心电数据采集单元传输的心电信号进行存储，并在所述心电信号异常时，移动终端输出心电预警信号。
所述心电数据采集单元通过蓝牙将心电信号传输至移动终端。
所述心电数据采集单元包括用于接触测量的导联线，所述导联线依次通过输入保护电路、低通滤波电路以及仪表放大电路与ECG模拟前端电路连接，所述ECG模拟前端电路与微控制器连接，所述微控制器与无线收发模块连接，所述无线收发模块与天线连接。
所述无线收发模块包括与微控制器连接的带通滤波电路，所述带通滤波电路通过阻抗匹配电路与天线连接。
所述微控制器通过SPI接口与ECG模拟前端电路连接。
所述心电分析平台对移动终端传输的心电信号进行分析处理包括如下步骤：
步骤1、对接收的心电信号进行预处理，以去除心电信号内包含的噪声；
步骤2、对上述进行预处理后的心电数据进行功率谱分析，以进行所需的混沌识别；
步骤3、对混沌识别后的心电信号进行特征提取，以得到心电时域指标以及非线性特征参数；
步骤4、对上述得到的心电时域指标以及非线性特征参数使用决策树进行分析，以得到心电监测诊断结果。
所述得到的心电时域指标包括RR间期、R峰值、QRS宽度、平均RR间隙、平均面积以及平均QRS宽度。
所述非线性特征参数包括关联维以及Lyapunov指数。
本发明的优点：通过心电数据采集单元进行心电信号的采集，通过移动终端进行心电信号的接收、存储、显示以及转发，携带方便，可以随时随地进行心电测量，能实现全天候的连续监护，通过移动终端能实时查看心电波形，通过心电分析平台对心电数据分析，能为医生的诊断提供有效参考，满足心电监测的使用要求，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明心电数据采集单元的结构框图。
图3为本发明移动终端的工作流程图。
图4为本发明心电分析平台进行数据处理的流程图。
附图标记说明：1-心电数据采集单元、2-移动终端、3-网络、4-心电分析平台、5-导联线、6-输入保护电路、7-低通滤波电路、8-仪表放大电路、9-ECG模拟前端电路、10-微控制器、11-无线收发模块、12-带通滤波电路、13-阻抗匹配电路以及14-天线。
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：为了能实现远程监控与诊断，满足心电监测的使用要求，本发明包括用于采集并能存储心电信号的心电数据采集单元1，所述心电数据采集单元1与用于接收并进行心电信号显示的移动终端2连接，所述移动终端2通过网络3与心电分析平台4连接；心电分析平台4能对移动终端2传输的心电信号进行分析处理。
具体地，所述心电数据采集单元1通过蓝牙与移动终端2连接，移动终端2可以采用现有常用的移动设备，如智能手机、平板等。移动终端2在接收心电信号后能进行心电波形的显示，且移动终端2还能将接收的心电信号进行存储，以便在需要的时候进行查看，移动终端2还能在心电信号异常时进行预警，以便及时进行救助，如图3所示。移动终端2与心电分析平台4连接的网络3包括4G网络或Wi-Fi等无线网络，心电分析平台4在收到心电信号后，能进行后续的分析处理。
如图2所示，所述心电数据采集单元1包括用于接触测量的导联线5，所述导联线5依次通过输入保护电路6、低通滤波电路7以及仪表放大电路8与ECG模拟前端电路9连接，所述ECG模拟前端电路9与微控制器10连接，所述微控制器10与无线收发模块11连接，所述无线收发模块11与天线14连接。
本发明实施例中，当存在多个导联线5时，每个导联线5均通过输入保护电路6、低通滤波电路7以及仪表放大电路8与ECG模拟前端电路9连接。低通滤波电路7主要是进行二阶低通滤波，仪表放大电路8主要是将滤波后的信号进行放大。ECG模拟前端电路9将放大后的信号进行EMI滤波，滤波之后的信号在采样之前，对信号进行放大，放大之后的信号进行驱动以抑制共模噪声，提高共模抑制比；之后，处理过的心电信号经过高精度采样，得到数字信号，以便微处理器10进行采样处理。ECG模拟前端电路9的硬件参数可由微处理器10进行配置，以调整心电的采样率以及心电信号的增益大小，从而能适应不同的监控对象的采集要求。
微处理器10可以采用现有常用的微处理芯片，所述微控制器10通过SPI接口与ECG模拟前端电路9连接。微处理器10可以将采集到的心电信号存储在内部的Flash内，然后通过无线收发模块11以及天线14发送至移动终端2内。所述无线收发模块11包括与微控制器10连接的带通滤波电路12，所述带通滤波电路12通过阻抗匹配电路13与天线14连接。
如图4所示，所述心电分析平台4对移动终端2传输的心电信号进行分析处理包括如下步骤：
步骤1、对接收的心电信号进行预处理，以去除心电信号内包含的噪声；
本发明实施例中，去除的噪声包括基线漂移、工频干扰和肌电干扰，其中，采用中值法去除基线漂移，采用扩展卡尔曼滤波法去除工频干扰和肌电干扰。
步骤2、对上述进行预处理后的心电数据进行功率谱分析，以进行所需的混沌识别；
由于心脏是一个混沌系统，通过常规的技术手段进行混沌识别，以便进行后续的心电时域指标以及非线特征参数的提取。
步骤3、对混沌识别后的心电信号进行特征提取，以得到心电时域指标以及非线性特征参数；
在获取心电时域指标时，先进行QRS定位，然后再提取时域指标，提取时域指标的过程可以采用现有常用的技术手段，所述得到的心电时域指标包括RR间期、R峰值、QRS宽度、平均RR间隙、平均面积以及平均QRS宽度。
为了得到非线性特征参数，需要进行相空间重构，得到延时和嵌入维，然后在提取非线性特征参数，所述非线性特征参数包括关联维以及Lyapunov指数，关联维是反映心电混沌特性的重要参数。非线性特征参数的提取过程也可以采用现有常用的技术手段，此处不再赘述。
步骤4、对上述得到的心电时域指标以及非线性特征参数使用决策树进行分析，以得到心电监测诊断结果。
本发明实施例中，通过对心电时域指标以及非线性特征参数使用决策树进行分析，得到的结果作为辅助结果，以供医生进行诊断参考。
本发明通过心电数据采集单元1进行心电信号的采集，通过移动终端2进行心电信号的接收、存储、显示以及转发，携带方便，可以随时随地进行心电测量，能实现全天候的连续监护，通过移动终端2能实时查看心电波形，通过心电分析平台4对心电数据分析，能为医生的诊断提供有效参考，满足心电监测的使用要求，安全可靠。

Claims (9)

1.一种远程心电监测与诊断系统，其特征是：包括用于采集并能存储心电信号的心电数据采集单元（1），所述心电数据采集单元（1）与用于接收并进行心电信号显示的移动终端（2）连接，所述移动终端（2）通过网络（3）与心电分析平台（4）连接；心电分析平台（4）能对移动终端（2）传输的心电信号进行分析处理。
2.根据权利要求1所述的远程心电监测与诊断系统，其特征是：所述移动终端（2）能对心电数据采集单元（1）传输的心电信号进行存储，并在所述心电信号异常时，移动终端（2）输出心电预警信号。
3.根据权利要求1所述的远程心电监测与诊断系统，其特征是：所述心电数据采集单元（1）通过蓝牙将心电信号传输至移动终端（2）。
4.根据权利要求1所述的远程心电监测与诊断系统，其特征是：所述心电数据采集单元（1）包括用于接触测量的导联线（5），所述导联线（5）依次通过输入保护电路（6）、低通滤波电路（7）以及仪表放大电路（8）与ECG模拟前端电路（9）连接，所述ECG模拟前端电路（9）与微控制器（10）连接，所述微控制器（10）与无线收发模块（11）连接，所述无线收发模块（11）与天线（14）连接。
5.根据权利要求4所述的远程心电监测与诊断系统，其特征是：所述无线收发模块（11）包括与微控制器（10）连接的带通滤波电路（12），所述带通滤波电路（12）通过阻抗匹配电路（13）与天线（14）连接。
6.根据权利要求4所述的远程心电监测与诊断系统，其特征是：所述微控制器（10）通过SPI接口与ECG模拟前端电路（9）连接。
7.根据权利要求1所述的远程心电监测与诊断系统，其特征是，所述心电分析平台（4）对移动终端（2）传输的心电信号进行分析处理包括如下步骤：
步骤1、对接收的心电信号进行预处理，以去除心电信号内包含的噪声；
步骤2、对上述进行预处理后的心电数据进行功率谱分析，以进行所需的混沌识别；
步骤3、对混沌识别后的心电信号进行特征提取，以得到心电时域指标以及非线性特征参数；
步骤4、对上述得到的心电时域指标以及非线性特征参数使用决策树进行分析，以得到心电监测诊断结果。
8.根据权利要求7所述的远程心电监测与诊断系统，其特征是，所述得到的心电时域指标包括RR间期、R峰值、QRS宽度、平均RR间隙、平均面积以及平均QRS宽度。
9.根据权利要求7所述的远程心电监测与诊断系统，其特征是，所述非线性特征参数包括关联维以及Lyapunov指数。
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