CN106777930A - 基于心电图统一标准化的中央网络平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种基于心电图统一标准化的中央网络平台，包括数据库服务器、Web服务器、统一标准化服务器、采集客户端、浏览端；所述数据库服务器包括各厂家数据库和统一数据库，分别存放对应各厂家心电检测设备记录的原始心电数据和统一标准化后的心电数据；所述Web服务器与所述统一数据库交互，形成网页以供浏览；所述统一标准化服务器与所述数据库服务器交互，获取各厂家原始心电数据，得到统一标准化的心电图，存入所述统一数据库；所述采集客户端将采集的心电数据上传到所述各厂家数据库；所述浏览端与所述Web服务器交互，为具有Web浏览器功能的终端。本发明的有益结果如下：为全国各地特别是边远地区的患者提供远程诊断服务；实现将不同心电检测设备记录的心电图标准化，对不同格式的心电数据进行统一管理，促进心电信息共享领域的发展，有利于我国医学研究者对心血管疾病治疗技术的研究。
Description
技术领域
本发明涉及心电网络系统技术领域，具体是涉及一种基于心电图统一标准化的中央网络平台。心电网络系统是将心电检测设备联网，实现心电图和检查病历数字化集中存储与调阅，实现心电检测的信息化管理，优化医院与科室的工作流程，实现远程的数据共享与会诊。
背景技术
心电网系统存储和调用的心电图是由心电检测设备记录、存储并上传的，由于不同的心电检测设备在设计实现时，选择的参数不尽相同甚至差异很大，对心电数据的存储格式也互不兼容，不同心电检测设备记录的心电图自然就有不统一性。一个典型的心电检测设备，包括前置仪表放大、高通滤波、50Hz陷波、抗混滤波等环节。每个环节又涉及很多参数，以高通滤波环节为例，它涉及滤波器类型、截止频率、滤波器阶数等参数。滤波器类型又有Butterworth、Chebyshef滤波器、椭圆滤波器、FIR滤波器等之分。心电检测设备中的心电数据格式有MFER、HL7、SCP-ECG、MIT-BIH、XML等多种格式。
目前，不同的医院使用各生产心电检测设备厂家生产的不一样的心电检测设备。一个患者用不同心电检测设备检测出来的心电图会出现差异，导致医生对病情的诊断不一致，无法让患者得到快速有效的治疗。无法实现心电图标准化不利于医学信息共享领域心电方面的发展，不利于我国医学研究者对心血管疾病治疗技术的研究。将心电图标准化，实现统一心电图的工作显得十分重要。
统一标准化心电图，是指同一个人同一时间段同样位置，用不同心电检测设备记录的心电图结果和心电数据格式要一样。它是排除了心电检测设备个体差异、心电检测设备具体配置差异的心电图，只反映患者本身和其所患心脏疾病的差异，帮助医生对患者病情做出统一标准的诊断，让患者得到高效可靠的治疗，并实现对心电数据的统一管理和信息共享。
但是，由于心电检测设备是一个复杂的系统，不同企业生产的心电检测设备执行不同的企业标准，心电检测设备内部参数又作为企业知识产权不对外开放，即硬件无法统一，心电检测设备企业一般只会给医院提供数据接口，因此，要想获得统一的高质量的心电数据库绝非易事。
发明内容
发明目的
针对现有的心电检测设备无法统一的情况下，将现有心电网络系统平台化，建设一个有统一标准化功能的中央网络平台，通过对各个厂家心电原始数据的标准化和心电参数的统一计算并存储，确保呈现给医生高质量的心电图及参数，实现远程会诊和数据共享。
技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于心电图统一标准化的中央网络平台，包括数据库服务器、Web服务器、统一标准化服务器、采集客户端、浏览端；所述数据库服务器包括各厂家数据库和统一数据库，分别存放对应各厂家的心电检测设备原始心电数据和统一标准化后的心电数据；所述Web服务器与所述统一数据库交互，获取统一心电数据，形成网页以供浏览；所述统一标准化服务器与所述数据库服务器交互，获取各厂家原始心电数据，对心电检测设备进行频响测试，结合测试结果利用解卷积将心电检测设备输出波形恢复成体表心电，用数字滤波校正波形失真，得到只和患者相关的统一心电图。由于不同厂家生产的心电监测设备所使用的检测频率及增益等参数是不同的，转换每个心电检测设备的采样率，达到采样率一致。然后将数据解析、编码成统一MIT-BIH的数据格式，实现心电数据标准化，并根据得到的心电数据计算心电参数；将统一波形和存储格式后的心电图和计算的心电参数一并存入数据库服务器的统一数据库中；所述采集客户端将采集的心电数据上传到所述各厂家数据库；所述浏览端与所述Web服务器交互，为具有Web浏览器功能的终端。
优选地，所述基于心电图统一标准化的中央网络平台使用B/S结构，所述浏览端为支持心电图浏览及诊断报告下载和阅览的计算机。
优选地，所述服务器对环境要求高，可统一放在大型医院的网络信息中心机房。
优选地，所述统一标准化服务器对不同格式的心电数据统一成目前最常用到的MIT-BIH的数据格式。
优选地，所述数据库为MongoDB数据库，由于数据量巨大，采用分布式存储和单点集成计算模式。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种基于心电图统一标准化的中央网络平台，能支持心电图医生在任何网络终端随时查看患者心电图并给出判读和诊断结果，为全国各地特别是边远地区的患者提供远程诊断服务；并且对各个厂家的心电图设备都开放，支持各厂家的心电数据接口，实现心电图标准化，对不同格式的心电数据进行统一管理，实现心电信息全国共享和大数据分析。
附图说明
图1，本发明实施例的基于心电图统一标准化的中央网络平台结构示意图。
图2，基于测试结果恢复体表心电示意图。
图3，仿真心电信号校正结果图。
图4，采样频率转换框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体描述。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1是本发明实施例的基于心电图统一标准化的中央网络平台的结构示意图，所述基于心电图统一标准化的中央网络平台包括数据库服务器、Web服务器、统一标准化服务器、采集客户端、浏览端。在传统B/S架构的基础上，实现包括数据库服务器、Web服务器、统一标准化服务器的多个服务器计算模式，完成心电数据分布采集、统一标准、集中存储、按需调用、远程会诊。
所述数据库服务器分为两个模块，一个模块是加盟的各心电图检测设备厂家在数据库服务器上开辟有自己的心电原始数据库，每个心电图检测设备采集的原始数据上载至为各自厂家开辟的心电原始数据库中，并按照它们固有的格式存储；另一个模块是存储心电原始数据库中的心电统一标准化后的心电数据。本发明实质上是需要进行大量数据计算和存储的网络平台，所述数据库服务器需要是高性能且可在多站点部署的数据库，MongoDB数据库很符合该要求。MongoDB数据库支持的查询语言非常强大，不同结构的文件存储在同一个数据库。MongoDB数据库使得本发明的数据库服务器具有以下几个特点：1、具备网站实时数据存储所需的复制及高度伸缩性；2、在系统重启之后，由Mongo搭建的持久化缓存层可以避免下层的数据源过载；3、由数十或数百台服务器组成的数据库，包含对MapReduce引擎的内置支持。所述数据库服务器支持分布式文件存储，可实现跨领域面向外界的心电大数据存储中心。
所述统一标准化服务器从数据库服务器的各厂家心电原始数据库中读取心电原始数据，由于不同的心电检测设备的设计参数不同，导致同一个体表心电输出的波形出现差异。在IEC心电设备国际标准中，规定有相应测试手段，心电设备若能通过其测试，则在一定程度上可保证心电设备检测的心电数据结果具有一致性。国内由于没有执行IEC的标准，所以也没有相应的测试手段或者说测试平台。本发明的所述统一标准化服务器基于高精度的模块化仪器，实现心电图机的频响测试，包括幅频响应和相频响应，测试出心电图机保真度即抗波形扭曲性能，就可以定量地评估体表心电经过心电图机后会产生多大的失真。并基于对心电图机的测试结果恢复体表心电，如图2所示；具体方法(仿真实验)如下：信号源输出已知的心电波形(仿真体表心电)，将其输入心电图机，记录心电图机输出的心电数据；由输出的心电数据，结合心电图机的测试结果，利用解卷积计算出输入的体表心电，由于是对连续的心电信号采样得到输出的心电波形，可将得到的心电数据视为离散的，卷积公式如下：
在得到体表心电之后，本发明采用基于实测的生物电放大器波特图设计的数字匹配滤波器，去校正经过生物电放大器后产生畸变的心电波形。如图3所示，近似恢复了源信号，抑制了带内失真和畸变。在校正完心电波形之后，得到只和患者相关的统一心电图。由于在心电图的数据存储格式上还是不一样，所述统一标准化服务器找到不同格式的心电数据文件的读取方式，得到其存放格式，大多数心电数据采用的存放格式均是按照采样点顺序存放，存放的数据量大小为导联数*采样频率*采样时间。由于不同厂家生产的心电监测设备所使用的检测频率及增益等参数是不同的，所以在心电数据格式转换的过程中，同样需要对这些参数进行转换。由于心电分析软件大部分采用差值运算或变换的方法对心电原始信号进行预处理及分析，因而增益等其他参数对于心电波形分析影响不大，在心电转换过程中可以忽略。但采样频率如果不一致，会导致心电波形的显示出现错误，无法诊断。如图4所示，所述统一标准化服务器采用重采样算法对采样频率进行转换，具体是：使用整数倍转换，先完成整数倍L向内差值，后完成整数倍M向外抽取。如果采样频率转换为整数倍的，只需要进行整数倍插值，或整数倍抽取。之后分别解析出数据中的主要信息包括病人信息、导联数、采样频率等而占用存储空间最大的部分则为检测到的心电数据，转换成MIT-BIH的数据格式，并根据得到的心电数据计算心电参数，然后将统一波形和存储格式后的心电图和计算出的心电参数一并存入数据库服务器的统一数据库中。
所述Web服务器从数据库服务器的统一数据库中读取患者的统一标准的心电图及其参数，形成网页供医生查看，给出的诊断结果反馈给web服务器再存入数据库服务器。具体步骤如下：
步骤1，医生通过Web客户端浏览器输入用户名、密码以登录基于心电图统一标准化的中央网络平台；
步骤2，登陆成功后界面会显示病人的基本信息和查看病人心电图按钮，点击查看心电图按钮后，会显示病人的12导联心电图和具体的心电参数；
步骤3，根据病人的心电图和心电参数，医生给出诊断结果，并提交上传到数据库；
步骤4，病人可登陆该平台，查看诊断结果并和医生取得联系，进一步确诊。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (5)
1.一种基于心电图统一标准化的中央网络平台，其特征在于，包括数据库服务器、Web服务器、统一标准化服务器、采集客户端、浏览端；
所述数据库服务器包括各厂家数据库和统一数据库，分别存放对应各厂家的心电检测设备原始心电数据和统一标准化后的心电数据；
所述Web服务器与所述统一数据库交互，形成网页以供浏览；
所述统一标准化服务器与所述数据库服务器交互，获取各厂家原始心电数据，得到统一标准化的心电图，存入所述统一数据库；
所述采集客户端将采集的心电数据上传到所述各厂家数据库；
所述浏览端与所述Web服务器交互，为具有Web浏览器功能的终端。
2.根据权利要求1所述的基于心电图统一标准化的中央网络平台，其特征在于，所述基于心电图统一标准化的中央网络平台使用B/S结构，所述浏览端为支持心电图浏览及诊断报告下载和阅览的计算机。
3.根据权利要求1所述的基于心电图统一标准化的中央网络平台，其特征在于，所述服务器对环境要求高，可统一放在大型医院的网络信息中心机房。
4.根据权利要求1所述的基于心电图统一标准化的中央网络平台，其特征在于，所述统一标准化服务器对不同格式的心电数据统一成目前最常用到的MIT-BIH的数据格式。
5.根据权利要求1所述的基于心电图统一标准化的中央网络平台，其特征在于，所述数据库为MongoDB数据库，由于数据量巨大，采用分布式存储和单点集成计算模式。
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