CN109431489A - 人工智能心电图动态实时分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种人工智能心电图动态实时分析系统，包括：接收模块，用于与广域网的心电监测设备相连接，通过域名解析接入心电监测设备，自动适配代理服务的线路选择并确定代理服务的最优数据处理节点，用以接收心电监测设备发送的实时心电图数据；其中，实时心电图数据包括实时心电图片断数据、片段数据采集时间、被检测对象信息和心电监测设备ID；数据中心，用于接入最优数据处理节点，对实时心电图数据进行AI心电图数据自动分析，得到AI心电图分析结果数据，并对AI心电图分析结果数据和实时心电图数据进行结构化数据处理，并通过异步日志产生索引；云存储系统，用于接收并存储数据中心上传的AI心电图分析结果数据和实时心电图数据。

Description

人工智能心电图动态实时分析系统

技术领域

本发明涉及人工智能数据分析的技术领域，尤其涉及一种人工智能心电图动态实时分析系统。

背景技术

众所周知，心电图是各种心血管疾病最简单、快捷和经济的临床检查方法，是心血管疾病检验的基石。其中，动态心电图(Dynamic Electrocardiography，DCG)技术于1957年由Holter首先应用于监测心脏电生理活动的研究，所以又称Holter心电图仪，目前已成为临床心血管领域中无创检查的重要分析方法之一。动态心电图可连续记录24小时以上的心电活动全过程，包括休息、活动、进餐、工作、学习和睡眠等不同情况下的心电图信息。动态心电图能够发现常规心电图检查不易发现的非持续性心律失常，尤其能够提高对一过性心律失常及短暂的心肌缺血发作的检出率,是临床分析病情、确立分析、判断疗效的重要客观依据。另外，动态心电图可确定病人的心悸、头晕、昏厥等症状是否与心律失常有关，如窦性心动过缓、传导阻滞、快速心房颤动，阵发性室上性心动过速，持续性室性心动过速等，这是目前24小时动态心电图最重要、应用最广泛的情况之一。与普通心电图相比，动态心电图扩大了心电图临床运用的范围，在医院、家庭、体检中心和社区中有着广泛的应用空间。

传统的24小时动态心电图监测是在对被监测者的24小时监测完成后才获得监测数据的，其时效性很差，只能起到事后分析的作用。

随着移动通信技术的快速发展，基于互联网医疗服务的远程心电监测在技术上有望变成显示，如何以移动互联网作为远程动态心电监护系统的数据传输工具，通过在线监控和多端数据共享实现对远程动态心电监测的实时分析，是本发明重点讨论的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种人工智能心电图动态实时分析系统，以移动互联网作为远程动态心电监护系统的数据传输工具，通过在线监控和多端数据共享实现对远程动态心电监测的实时分析，从而提供了一套完整的动态心电监测和实时分析的业务系统。

本发明实施例提供了一种人工智能心电图动态实时分析系统，包括：

接收模块，用于与广域网的心电监测设备相连接，通过域名解析接入所述心电监测设备，自动适配代理服务的线路选择并确定代理服务的最优数据处理节点，用以接收心电监测设备发送的实时心电图数据；其中，所述实时心电图数据包括实时心电图片断数据、片段数据采集时间、被检测对象信息和心电监测设备ID；

数据中心，用于接入所述最优数据处理节点，对所述实时心电图数据进行AI心电图数据自动分析，得到AI心电图分析结果数据，并对所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据进行结构化数据处理，并通过异步日志产生索引；

云存储系统，用于接收并存储所述数据中心上传的所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据。

优选的，所述接收模块具体包括：设备接入子模块、代理服务节点和各代理服务的多个数据处理节点；

所述设备接入子模块具体通过域名解析接入所述心电监测设备，并自动适配代理服务节点用以响应所述心电监测设备；

所述代理服务节点获取所连接的各数据处理节点的负荷量，根据所述负荷量确定所述最优数据处理节点；

所述最优数据处理节点接收所述心电监测设备发送的实时心电图数据，并接入所述数据中心。

进一步优选的，所述系统还包括：网络安全设备，外网交换机和内网交换机；

所述网络安全设备设置于所述外网交换机与所述广域网的心电监测设备间；

所述外网交换机，用于所述心电监测设备与所述设备接入子模块之间的连接；

所述内网交换机，用于所述接收模块与所述数据中心，以及所述数据中心与所述云存储系统之间的连接。

优选的，所述系统还包括：

备份存储系统，用于并行存储所述云存储系统异步上传的所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据。

进一步优选的，所述云存储系统还用于，根据异步上传所述备份存储系统的所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据生成统一资源定位符URL，并进行存储。

优选的，所述对所述实时心电图数据进行AI心电图数据自动分析具体包括：

基于AI心电图自动分析算法对实时心电图片断数据进行AI心电图数据自动分析。

优选的，所述接收模块还用于接收用户设备发送的数据查询请求；所述数据查询请求至少包括检测者信息；

所述数据中心还用于，根据所述接收模块发送的检测者信息基于所述索引在所述云存储系统中查询相应的被检测对象信息，从而得到相应的实时心电图数据和AI心电图分析结果数据，将指向所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据的URL响应给所述用户设备。

本发明实施例提供的人工智能心电图动态实时分析系统，以移动互联网作为远程动态心电监护系统的数据传输工具，通过在线监控和多端数据共享实现对远程动态心电监测的实时分析，从而提供了一套完整的动态心电监测和实时分析的系统。该系统具有优秀的响应速度和安全的数据存储和管理机制，有效地保障了心电图动态实时分析业务的运行环境。

附图说明

图1为本发明实施例提供的人工智能心电图动态实时分析系统架构图；

图2为本发明实施例提供的人工智能心电图动态实时分析系统的一个具体的网络拓扑示例图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提出一种人工智能心电图动态实时分析系统，以移动互联网作为远程动态心电监护系统的数据传输工具，能够通过在线监控和多端数据共享实现对远程动态心电监测的实时分析，加载人工智能心电图动态实时分析技术，实现心电图动态实时分析的业务。

下面首先结合图1，对本发明的人工智能心电图动态实时分析系统的架构进行说明。

一台或多台心电监测设备通过广域网接入本发明的实时分析系统。如图1所示，本发明的实时分析系统主要包括：接收模块1、数据中心2、云存储系统3、网络安全设备4、外网交换机5和内网交换机6这几个主要组成部分。

网络安全设备4设置于外网交换机5与广域网的心电监测设备间，网络安全设备包括IP协议密码机、安全路由器、线路密码机、防火墙等，在本例图2所示的具体的网络拓扑示例图中，以防火墙为例示出。通过防火墙设置，使广域网用户通过一定的限定条件才能够接入到实时分析系统的局域网中。

在网络安全设备4后设置外网交换机5，用于心电监测设备与接收模块1之间的连接。

接收模块1，通过外网交换机5与广域网的心电监测设备相连接，通过域名解析接入心电监测设备。接收模块1能够自动适配代理服务的线路选择并确定代理服务的最优数据处理节点，从而能够接收心电监测设备发送的实时心电图数据；所接收到的实时心电图数据包括实时心电图片断数据、片段数据采集时间、被检测对象信息和心电监测设备ID等。

进一步的，接收模块1可以具体包括：设备接入子模块11、代理服务节点12和各代理服务的多个数据处理节点13；

其中，设备接入子模块11通过外网交换机5与广域网的心电监测设备相连接，通过域名解析接入心电监测设备，并自动适配代理服务节点12用以响应心电监测设备；代理服务节点12能够获取所连接的各数据处理节点13的负荷量，根据负荷量确定其中一个数据处理节点13为最优数据处理节点，从而通过最优数据处理节点接收心电监测设备发送的实时心电图数据，并接入数据中心2。

也就是说，本发明中，接入心电图动态实时分析系统的心电监测设备通过域名智能解析能够自适配相应的线路，比如电信、联通、移动等，然后由代理(agent)服务根据节点的负荷情况，择优选择负荷最小的数据处理节点13响应给心电监测设备使用。由此通过自动适配设备网络连接，以获得高质量的网络传输和最快的响应速度。

数据中心2，用于接入最优数据处理节点，对实时心电图数据进行AI心电图数据自动分析，得到AI心电图分析结果数据，并对AI心电图分析结果数据和实时心电图数据进行结构化数据处理，并通过异步日志产生索引；

本发明的AI心电图数据自动分析基于AI心电图分析模型实现，以基于卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)等AI技术的深度学习算法，分别对心电图干扰信号、心律失常事件、心脏激动、传导阻滞、心房心室肥大、心肌梗死等不同情况对应的心电图波群数据进行广泛精准的训练学习，通过将P-QRS-T波作为一个完整波群进行分析，从而能够准确的识别出实时心电图数据中的异常数据，并能进行自动的片段截取、数据分析统计。

云存储系统3，用于接收并存储数据中心2上传的AI心电图分析结果数据和实时心电图数据。其中，数据中心2上传AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据可以采用异步上传的方式。

考虑到数据存储的安全性，本发明实施例的人工智能心电图动态分析系统还具有备份存储系统7，用于并行存储所述云存储系统异步上传的AI心电图分析结果数据和实时心电图数据。云存储系统3还能够根据异步上传到备份存储系统7的AI心电图分析结果数据和实时心电图数据生成统一资源定位符(URL)，并进行存储。

这样，当接收模块1接收到用户设备发送的数据查询请求时，数据中心2根据接收模块1发送的检测者信息基于索引在云存储系统3中查询相应的被检测对象信息，从而得到相应的实时心电图数据和AI心电图分析结果数据，将指向所述AI心电图分析结果数据和实时心电图数据的URL响应给所述用户设备。当然，在数据查询请求中至少要包括检测者信息。这里的用户设备可以是具有认证权限的用户的智能手机、笔记本电脑、台式机或其他定制设备等。

进一步的，接收模块1的数据处理节点13提供患者戴机基本信息接口供设备查询调取。主要将戴机基本信息，例如可以包括：姓名、亲友电话、医院名称、设备号、戴机时长等，响应给用户设备，以便于用户在设备上查阅。

在一个具体的过程中，当数据处理节点13接收到实时心电图数据，将数据上传到云存储系统3，云存储系统3在实时心电图数据接收完毕后同时将URL响应给数据处理节点13，此时数据处理节点1收到URL后，再将设心电监测备信息、用户基本信息、数据URL等信息进行结构化存储至关系型数据库中。

在接收模块1与数据中心2，以及数据中心2与云存储系统3之间，通过内网交换机6进行数据交换连接。

图2为本发明实施例提供的人工智能心电图动态实时分析系统的一个具体的网络拓扑示例图。

可以看到，在图2所示的具体拓扑结构中，心电监测设备以及用户设备均可通过移动、联通、电信网络接入系统，数据经防火墙和外网交换机接入系统，经域名解析和负载查询，将数据传送到相应线路的最优数据节点，然后数据经由内网交换机传输到数据中心进行AI心电图分析，并结构化的存储到云服务的文件系统中，相应的在数据中心生成索引。

本发明实施例提供的人工智能心电图动态实时分析系统，以移动互联网作为远程动态心电监护系统的数据传输工具，通过在线监控和多端数据共享实现对远程动态心电监测的实时分析，从而提供了一套完整的动态心电监测和实时分析的系统。该系统具有优秀的响应速度和安全的数据存储和管理机制，有效地保障了心电图动态实时分析业务的运行环境。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种人工智能心电图动态实时分析系统，其特征在于，所述分析系统包括：

接收模块，用于与广域网的心电监测设备相连接，通过域名解析接入所述心电监测设备，自动适配代理服务的线路选择并确定代理服务的最优数据处理节点，用以接收心电监测设备发送的实时心电图数据；其中，所述实时心电图数据包括实时心电图片断数据、片段数据采集时间、被检测对象信息和心电监测设备ID；

数据中心，用于接入所述最优数据处理节点，对所述实时心电图数据进行AI心电图数据自动分析，得到AI心电图分析结果数据，并对所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据进行结构化数据处理，并通过异步日志产生索引；

云存储系统，用于接收并存储所述数据中心上传的所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据。

2.根据权利要求1所述的分析系统，其特征在于，所述接收模块具体包括：设备接入子模块、代理服务节点和各代理服务的多个数据处理节点；

所述设备接入子模块具体通过域名解析接入所述心电监测设备，并自动适配代理服务节点用以响应所述心电监测设备；

所述代理服务节点获取所连接的各数据处理节点的负荷量，根据所述负荷量确定所述最优数据处理节点；

所述最优数据处理节点接收所述心电监测设备发送的实时心电图数据，并接入所述数据中心。

3.根据权利要求2所述的分析系统，其特征在于，所述系统还包括：网络安全设备，外网交换机和内网交换机；

所述网络安全设备设置于所述外网交换机与所述广域网的心电监测设备间；

所述外网交换机，用于所述心电监测设备与所述设备接入子模块之间的连接；

所述内网交换机，用于所述接收模块与所述数据中心，以及所述数据中心与所述云存储系统之间的连接。

4.根据权利要求1所述的分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

备份存储系统，用于并行存储所述云存储系统异步上传的所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据。

5.根据权利要求4所述的分析系统，其特征在于，所述云存储系统还用于，根据异步上传所述备份存储系统的所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据生成统一资源定位符URL，并进行存储。

6.根据权利要求1所述的分析系统，其特征在于，所述对所述实时心电图数据进行AI心电图数据自动分析具体包括：

基于AI心电图自动分析算法对实时心电图片断数据进行AI心电图数据自动分析。

7.根据权利要求1所述的分析系统，其特征在于，

所述接收模块还用于接收用户设备发送的数据查询请求；所述数据查询请求至少包括检测者信息；

所述数据中心还用于，根据所述接收模块发送的检测者信息基于所述索引在所述云存储系统中查询相应的被检测对象信息，从而得到相应的实时心电图数据和AI心电图分析结果数据，将指向所述AI心电图分析结果数据和所述实时心电图数据的URL响应给所述用户设备。