CN110522441B - 一种心电数据处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种心电数据处理方法及装置，涉及医疗设备领域，所述方法包括：心电数据发送端在硬盘上为动态心电数据中的每组8通道心电数据分别分配1个10字节存储空间；所述心电数据发送端将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至已分配的1个10字节存储空间；所述心电数据发送端将硬盘上存储的各组8通道心电数据上传至数据服务器。本发明实施例通过对24小时动态心电数据进行编码，能够大大减少存储的24小时心电数据的数据量，保证心电数据的快速传输，满足基层医院开展网络动态心电诊断的服务需求。

Description

一种心电数据处理方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及医疗设备领域，特别涉及一种心电数据(即心电图信号数据)处理方法及装置。

背景技术

门诊24小时动态心电图检查已成为常规检查项目，医院需要配备动态心电检查记录仪(或心电记录器)和专用的PC机分析终端，并由具有五年以上经验的心电分析人员检查和分析24小时动态心电数据，但基层医院缺少心电分析人员，造成开单率或设备使用率无法提升，浪费了大量的财力和人力。为解决基层医院的心电分析人员不足的问题，24小时动态心电图检查工作流程由如图1所示的传统本地检查流程“采集数据-回放数据-分析数据-生成分析报告”转变为如图2所示的互联网医疗检查流程“采集数据-回放数据-网络上传数据-分析中心下载数据-分析数据-生成分析报告-网络回传分析报告”，也就是说，在互联网医疗中建立分析中心，各级基层医疗机构仅负责采购设备和进行心电数据的采集，而所采集到的数据经由网络传输至三级医院的分析中心，由分析中心的经验丰富的心电分析人员分析后再回传分析结果。通过对比两种流程，后者增加了“24小时心电数据的压缩”，“压缩后心电数据的网络上传”，“压缩后心电数据在分析中心的网络下载”，“分析报告的上传”，“分析报告的下载”5个步骤。其中前3步均涉及24小时心电数据。24小时心电数据的容量取决于心电记录器的采样频率，采样频率128赫兹时容量有130MB，采样频率1000赫兹时容量有2GB。

24小时动态心电图检查工作流程从图1到图2的变化导致心电数据流向从图3到图4的变化。通过图4可知，心电数据的网络传输时间是限制基层医院每天开展网络动态心电诊断数量的因素，举个例子如果基层医院每天开展最少4例动态心电图检查，同时为了提高诊疗效率，检查分析报告应在分析中心接收到数据后1天内发回基层医院，那么每个工作日8小时中最多在4个小时内就需要将4例24小时心电数据上传至分析中心的数据服务器上。现有设备服务提供商的通常做法是，将心电数据进行压缩后再进行网络传输，以提高传输效率，这样就要求系统使用高效的压缩算法，但现有的压缩算法并不能满足实际需求，例如目前最优的压缩算法能够达到22％的压缩比，压缩1GB心电数据的压缩时间达到1分钟，压缩后的数据文件达到220MB，解压缩时间达到2分钟。另一方面，分析中心的分析人员对压缩后再解压的心电数据也提出了要求，首先不能采用有失真的压缩方法，必须是无失真的压缩，因为要保留心电信号中的大部分波形特征，以保证分析诊断的有效性，同时压缩后的心电信号要有合适的信噪比，在压缩传输后还要恢复原信号，这就需要压缩算法要有高复现度，并且在压缩、传输、恢复的过程中，还要保持心电信号的特征不改变，以便对解压缩后的心电信号进行分类、识别等操作，所以现有厂家的系统里心电信号压缩将是实现心电信号远程传送的关键技术，直接决定了数据传输系统的实用性和有效性。

对心电数据进行压缩后，网络传输效率与网络条件相关，在较好的网络条件下(例如上传和下载能达到2M/S)传输时，上述220MB的数据文件需要2到3分钟传输完毕，在网络条件较差条件下(例如上传和下载只达到40KB/S)，那么上述220MB的数据文件需要90分钟左右传输完毕，这样就限制了基层医院在一天内能够上传的病例数据数量。因为基层医院需求在1份数据上传后1天内得到分析结果，那么扣除分析人员再次下载数据然后进行分析的时间，1天只有上午4个小时能够进行心电数据的上传，下午需等待分析中心将压缩数据下载，接着分析完毕再将分析报告回传。通过统计，在县乡一级的基层医院所使用的网络环境下，平均的网络传输速度是40K-500K之间，需要大量时间完成数据上传工作，因此只能要求原始心电数据不能太大，具体通过降低采样频率实现，但低采样率代表着很多波形细节未记录到心电数据中，分析人员难以给出更有效更准确的分析结果。

发明内容

本发明实施例提供的一种心电数据处理方法及装置，解决在互联网医疗检查中，24小时动态心电数据存储量大和传输时间长的问题。

本发明实施例提供的一种心电数据处理方法包括：

心电数据发送端在硬盘上为动态心电数据中的每组8通道心电数据分别分配1个10字节存储空间；

所述心电数据发送端将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至已分配的1个10字节存储空间；

所述心电数据发送端将硬盘上存储的各组8通道心电数据上传至数据服务器。

优选地，所述心电数据发送端将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至已分配的1个10字节存储空间包括：

对于从所述心电记录器中读取的一组8通道心电数据，所述心电数据发送端对所述8通道心电数据的数据精度进行调整，得到数据精度为10位的8通道心电数据；

所述心电数据发送端利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的任意8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的剩余2位。

优选地，所述心电数据发送端对所述8通道心电数据的数据精度进行调整，得到数据精度为10位的8通道心电数据包括：

对于所述8通道心电数据中的每通道心电数据，所述心电数据发送端将所述每通道心电数据缩小预设倍数，得到已缩小的每通道心电数据；

所述心电数据发送端从已缩小的每通道心电数据中截取前10位，得到数据精度为10位的每通道心电数据。

优选地，所述心电数据发送端利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的任意8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的剩余2位包括：

所述心电数据发送端利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的低8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的高2位；或者，所述心电数据发送端利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的高8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的低2位。

优选地，所述心电数据发送端将硬盘上存储的各组8通道心电数据上传至数据服务器包括：

所述心电数据发送端对其硬盘上存储的所述各组8通道心电数据进行无损压缩，得到压缩数据文件，并将所述压缩数据文件上传至所述数据服务器。

优选地，所述方法还包括：

心电数据分析端从所述数据服务器获取所述各组8通道心电数据，并保存至其硬盘；

所述心电数据分析端将保存在其硬盘上的所述动态心电数据的各组8通道心电数据读取至其内存；

所述心电数据分析端将已读取至其内存的8通道心电数据扩展为12通道心电数据，以便查看和分析所述12通道心电数据。

本发明实施例提供的一种心电数据处理装置包括：

存储空间分配模块，用于在心电数据发送端的硬盘上为动态心电数据中的每组8通道心电数据分别分配1个10字节存储空间；

心电数据存储模块，用于将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至在所述心电数据发送端的硬盘上已分配的1个10字节存储空间；

心电数据发送模块，用于将所述心电数据发送端的硬盘上存储的各组8通道心电数据上传至数据服务器。

优选地，对于从所述心电记录器中读取的一组8通道心电数据，所述心电数据存储模块对所述8通道心电数据的数据精度进行调整，得到数据精度为10位的8通道心电数据，并利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的任意8位，利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的剩余2位。

优选地，所述心电数据发送模块对所述心电数据发送端的硬盘上存储的所述各组8通道心电数据进行无损压缩，得到压缩数据文件，并将所述压缩数据文件上传至所述数据服务器。

优选地，所述装置还包括：

心电数据获取模块，用于从所述数据服务器获取所述各组8通道心电数据，并保存至心电数据分析端的硬盘；

心电数据调用模块，用于将保存在所述心电数据分析端的硬盘上的所述动态心电数据的各组8通道心电数据读取至所述心电数据分析端的内存；

心电数据扩展模块，用于将已读取至所述心电数据分析端的内存的8通道心电数据扩展为12通道心电数据，以便查看和分析所述12通道心电数据。

本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例通过对24小时动态心电数据(特别是在高采样频率下采集的数据)进行编码，能够大大减少存储的24小时心电数据的数据量，保证心电数据的快速传输，满足基层医院开展网络动态心电诊断的服务需求。

附图说明

图1是动态心电图分析的本地检查工作流程图；

图2是动态心电图分析的互联网医疗检查工作流程图；

图3是本地分析的心电数据流向图；

图4是网络分析的心电数据流向图；

图5是本发明实施例提供的设置在心电数据发送端的心电数据处理方法流程示意图；

图6是本发明实施例提供的设置在心电数据发送端的心电数据处理装置的示意性结构框图；

图7是本发明实施例提供的设置在心电数据发送端的心电数据处理方法流程示意图；

图8是本发明实施例提供的设置在心电数据分析端的心电数据处理装置的示意性结构框图；

图9是本发明实施例提供的心电数据流向图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包括但不限于。本文中所使用的“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化的数量或误差并不会改变其本质。

图5是本发明实施例提供的设置在心电数据发送端的心电数据处理方法流程示意图，如图5所示，所述方法可以包括：

步骤S101：心电数据发送端在硬盘上为动态心电数据中的每组8通道心电数据分别分配1个10字节存储空间。

所述心电数据发送端可以是基层医院的网络客户端。

步骤S102：所述心电数据发送端将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至已分配的1个10字节存储空间。

对于从所述心电记录器中读取的一组8通道心电数据，所述心电数据发送端对所述8通道心电数据的数据精度进行调整，得到数据精度为10位的8通道心电数据，并利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的任意8位，利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的剩余2位。

所述心电记录器采集心电数据的数据精度可以是12位、16位等，本实施例将所述心电记录器采集的心电数据均转换为数据精度为10位的心电数据。以所述8通道心电数据中的每通道心电数据为例，具体可以通过以下步骤实现，所述心电数据发送端将所述每通道心电数据缩小预设倍数(即将心电信号的幅值缩小预设倍数，例如5倍)，得到已缩小预设倍数的每通道心电数据，然后从已缩小预设倍数的每通道心电数据中截取前10位，得到数据精度为10位的每通道心电数据。

在进行心电数据存储时，直接存储8通道心电数据。以1组8通道心电数据(即1个采样点的8通道心电数据)为例，所述心电数据发送端可以利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的低8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的高2位，也可以利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的高8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的低2位。与已有技术的“将8通道心电数据扩展为12通道心电数据后再存储”相比，且1个采样点的1个通道心电数据占用2个字节的存储方式相比，不仅减少了数据量，而且节省了大量的存储空间。

步骤S103：所述心电数据发送端将硬盘上存储的各组8通道心电数据上传至数据服务器。

所述心电数据发送端对其硬盘上存储的所述各组8通道心电数据进行无损压缩，得到压缩数据文件，并将所述压缩数据文件上传至所述数据服务器。

以500赫兹采样频率为例，已有技术从心电记录器中读取24小时8通道心电数据，并将24小时8通道心电数据扩展为24小时12通道心电数据，然后存储至硬盘，大概占用980MB存储空间。本实施例从心电记录器中读取24小时8通道心电数据，并按照步骤S102的存储方式存储至硬盘后，大概占用412MB存储空间，即，将存储每个病例的数据量减少至约40％。为减少网络传输时间(或上传时间)，可以在步骤S103中，利用无损压缩算法，例如压缩比为22％的无损压缩算法，对每个病例的数据进行无损压缩，得到约80M的压缩数据文件，能够保证在网络环境差的基层医院快速上传满足分析需求的24小时动态心电数据。

需要说明的是，图5涉及的心电数据处理方法可以由处理器和计算机可读介质实现，所述计算机可读介质上存储有可在所述处理器上运行的心电数据处理程序，所述心电数据处理程序被处理器执行时实现图5涉及的心电数据处理方法的步骤。所述处理器包括但不限于中央处理器、数字信号处理器或微处理器，所述计算机可读介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。

图6是本发明实施例提供的设置在心电数据发送端的心电数据处理装置的示意性结构框图，如图6所示，所述装置可以包括存储空间分配模块、心电数据存储模块和心电数据发送模块。

所述存储空间分配模块，用于在心电数据发送端的硬盘上为动态心电数据中的每组8通道心电数据分别分配1个10字节存储空间。

所述心电数据存储模块，用于将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至在所述心电数据发送端的硬盘上已分配的1个10字节存储空间。对于从所述心电记录器中读取的一组8通道心电数据，所述心电数据存储模块对所述8通道心电数据的数据精度进行调整，得到数据精度为10位的8通道心电数据，并利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的任意8位，利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的剩余2位。精度调整时，以所述8通道心电数据中的每通道心电数据为例，所述心电数据存储模块将所述每通道心电数据缩小预设倍数(即将心电信号的幅值缩小预设倍数，例如5倍)，得到已缩小预设倍数的每通道心电数据，然后从已缩小预设倍数的每通道心电数据中截取前10位，得到数据精度为10位的每通道心电数据。在进行心电数据存储时，直接存储8通道心电数据，以1组8通道心电数据(即1个采样点的8通道心电数据)为例，所述心电数据存储模块可以利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的低8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的高2位，也可以利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的高8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的低2位。

所述心电数据发送模块，用于将所述心电数据发送端的硬盘上存储的各组8通道心电数据上传至数据服务器。具体地说，所述心电数据发送模块对所述心电数据发送端的硬盘上存储的所述各组8通道心电数据进行无损压缩，得到压缩数据文件，并将所述压缩数据文件上传至所述数据服务器。

一般，将心电记录器采集的患者24小时8通道心电数据存储至心电数据发送端的硬盘期间，所述存储空间分配模块在硬盘上分配1个10字节存储空间，然后所述心电数据存储模块将1个采样点对应的1组8通道心电数据存储在所述10字节存储空间中，通过重复上述过程，按采样先后顺序将每个采样点对应的1组8通道心电数据均处在已分配的对应的10字节存储空间，大大减少了数据存储量，节省了数据存储空间。

所述存储空间分配模块、所述心电数据存储模块和所述心电数据发送模块的功能可以通过由处理器执行计算机可读介质上存储的心电数据处理程序实现。

通过利用每个10字节存储空间存储1组8通道心电数据，能够大量节省数据存储空间，大大减少数据传输时间，在高采样率条件下，确保远端的分析终端能够查看和分析高清晰24小时动态心电图，从而得出高质量的准确的心电分析报告。

图7是本发明实施例提供的设置在心电数据发送端的心电数据处理方法流程示意图，如图7所示，所述方法可以包括：

步骤S201：心电数据分析端从所述数据服务器获取患者的动态心电数据，即各组8通道心电数据，并保存至其硬盘。

所述心电数据分析端可以是三甲医院的分析客户端。

所述心电数据分析端可以从所述数据服务器下载患者的动态心电数据，也可以接收所述数据服务器推送的动态心电数据。

由于通过图5的步骤S102减少了存储量，通过步骤S103进一步减少了网络传输的数据量，因而减少了动态心电数据的网络上传时间，同样地，在步骤S201中也减少了动态心电数据的网络下载或推送时间。

步骤S202：所述心电数据分析端将保存在其硬盘上的所述动态心电数据的各组8通道心电数据读取至其内存。

步骤S203：所述心电数据分析端将已读取至其内存的8通道心电数据扩展为12通道心电数据，以便查看和分析所述12通道心电数据。

8通道分别是：I,II,V1,V2,V3,V4,V5,V6；12通道分别是：I,II,III,aVR,aVF,aVL,V1,V2,V3,V4,V5,V6；扩展的4通道是III，aVR,aVF,aVL，均可以通过I和II导联的数据实时计算出来，计算公式如下：III＝II-I,aVF＝II-1/2I，aVR＝-1/2(I+II)，aVL＝I-1/2II。

查看和分析所述12通道心电数据是已有技术，在此不再赘述。

需要说明的是，图7涉及的心电数据处理方法可以由处理器和计算机可读介质实现，所述计算机可读介质上存储有可在所述处理器上运行的心电数据处理程序，所述心电数据处理程序被处理器执行时实现图5涉及的心电数据处理方法的步骤。所述处理器包括但不限于中央处理器、数字信号处理器或微处理器，所述计算机可读介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。

图8是本发明实施例提供的设置在心电数据分析端的心电数据处理装置的示意性结构框图，如图8所示，所述装置可以包括心电数据获取模块、心电数据调用模块和心电数据扩展模块。

所述心电数据获取模块，用于从所述数据服务器获取所述各组8通道心电数据，并保存至心电数据分析端的硬盘。由于通过图6的心电数据存储模块减少了存储量，通过图6的心电数据发送模块进一步减少了网络传输的数据量，因而减少了动态心电数据的网络上传时间，同样地，也减少了所述心电数据获取模块对动态心电数据的网络下载或推送时间。

所述心电数据调用模块，用于将保存在所述心电数据分析端的硬盘上的所述动态心电数据的各组8通道心电数据读取至所述心电数据分析端的内存。

所述心电数据扩展模块，用于将已读取至所述心电数据分析端的内存的8通道心电数据扩展为12通道心电数据，即8通道分别是：I,II,V1,V2,V3,V4,V5,V6，再根据I和II导联的数据，扩展出III，aVR,aVF,aVL这4通道的数据，计算公式如下：III＝II-I,aVF＝II-1/2I，aVR＝-1/2(I+II)，aVL＝I-1/2II，进而对得到的12通道心电数据进行查看和分析，其中查看和分析所述12通道心电数据是已有技术，在此不再赘述。

所述心电数据获取模块、所述心电数据调用模块和所述心电数据扩展模块的功能可以通过处理器执行计算机可读介质上存储的心电数据处理程序实现。

图9是本发明实施例提供的心电数据流向图，下面结合图9进行详细说明。

动态心电图从早期的人工看图分析到使用计算机系统帮助分析，286、386，奔腾4再到现在的酷睿芯片，分析一份动态心电图数据过去需要4到8小时甚至更长时间到现在的十几分钟或几分钟，可以说动态心电技术的效率提升里计算机技术的发展贡献了很多。然而计算机系统在整个动态心电技术中只担当了分析技术及提高分析时间的助力，当24小时动态心电数据达到1GB甚至以上后，计算机系统的优异性能在动态心电图数据的存储上没有提供帮助。如果在心电图数据的前端数据存储上想到一种方法，让存储的心电数据变小，又不会影响分析人员查看和分析，然后再进行一定比例(例如22％、50％)压缩比的无损压缩，接着进行网络传输，就可以解决原有系统中存在的如果要高采样频率，就无法保证数据大小进而无法快速传输数据的恶性循环了。

心电图数据是生命体征参数中数据量最大一个参数，尤其是在12导24小时动态心电图系统中心电数据的保存、传输需要占用大量的时间和存储空间。由于心电信号是一组以基线为基准，幅度在5mV内的重复出现的周期性信号，其数据的冗余度比较大，通过改进心电数据的存储格式，在保证数据不失真的前提下，减小数据的冗余度，提高数据的压缩比例，从而减少数据的存储空间，该方式可节省数据的存储空间，具有很大的应用价值。

一种实施方式是，采用心电数据差分编码方式，步骤具体如下：设每一通道数据如下：原始数据：0位置数据，1位置，2位置，3位置......每个点占两个字节。差分数据：相邻点的差分值1-0，2-1，3-2，4-3......每个差分编码为一个字节。存放时，先存位置序号值，再存差分值(每个数据点占两个字节)：比如0位置数据+差分值，然后依次存放。恢复时依次可以恢复出0点数据，1点数据......。实际情况有时差分数据超出阈值(有符号单字节数据的值域是：-128----+127)，一个字节存放不下，把这个点作为奇异点，在原来的差分位置只存放低字节，在后面专门设置奇异数据位置存放奇异点的位置和差分值的高字节。采样率越高，奇异点越少。如果奇异点超过总点数的30％，说明该区间干扰太大，改为原始数据存储。该方式通过使用心电数据差分编码保存的方法实现心电数据的无损压缩存储，保障用户能够得到高清晰度不损失波形细节的高质量心电图数据。以这种方式进行心电数据存储时，基于网络分析的心电数据流向图如图9所示，记录器按预设采样频率(例如500赫兹、1000赫兹)采集患者24小时12导心电数据，通过利用上述差分编码算法对患者24小时12导心电数据进行编码，减少数据量，并将编码后的心电数据存储至客户端硬盘。客户端将硬盘存储的心电数据进行压缩生成压缩数据文件，并通过互联网将压缩数据文件上传至数据服务器。分析中心将压缩数据文件下载至分析终端的硬盘，并依次进行解压和解码还原处理，得到患者24小时12导心电数据。分析终端调用硬盘上的患者24小时12导心电数据完成分析并生成最终的电子报告。

另一种实施方式是，利用10字节存储空间存储1组8通道心电数据，下面对比当前的12导心电数据成熟的存储方式和本实施方式，具体分析如下：

1、当前的12导心电数据成熟的存储方式

(1)采样频率：500Hz。

在心电数据的采集中，国内外厂家采用了不同的采样率，分别有128赫兹，200赫兹，500赫兹和1000赫兹最常见的5种采样频率选择。1000赫兹是常规心电图机的采样频率，所有波形细节都能够记录的十分详细，满足分析人员的需求，以1000赫兹进行采样的24小时12导同步心电图信息的大小应为2GB。而这5种采样率中最低采样率128赫兹/秒即每秒128点采样。这样1个24小时128赫兹采样频率的常规24小时12导心电数据在由记录器转存到分析终端后也有130M左右，虽然低采样率的心电信息也可以用于分析及诊断，但是心电图的很多波形细节都未能记录下来，会给明确的诊断分析带来困难，造成很多病情的误诊。因此通过对使用这些设备的医院进行了大量调查统计后，为了有效控制24小时12导心电数据的大小，本实施例采用500赫兹的采样频率，采用该采样频率采集的心电数据能够同时兼顾满足医院心电分析人员对波形细节的要求和在进行网络传输时数据大小的最优选择。

(2)采集导联数：采集8通道数据(I,II,V1,V2,V3,V4,V5,V6)。

存储导联数：保存12通道的数据(I,II,III,aVR,aVF,aVL,V1,V2,V3,V4,V5,V6)。

多出的4通道数据是III，aVR,aVF,aVL。这些通道的数据均可以通过I和II导联的数据实时计算出来，计算公式如下：III＝II-I,aVF＝II-1/2I，aVR＝-1/2(I+II)，aVL＝I-1/2II。

(3)数据精度：16位。

(4)数据类型：一般都为无符号类型。

(5)存储方式都是通道1，通道2.......通道12，依次循环存放，这样存储与读取方便。

其中，每个数据占2个字节，所以1秒钟1个通道的数据占用500×2＝1000个字节，即1KB。一个24小时8通道的心电数据大小为：1KB×60秒×60分钟×24小时×8通道＝675MB。

其中，500赫兹常规存储24小时12导联数据文件大小为：1KB×60秒×60分钟×24小时×12通道＝1012.5MB。

这种存储格式最大的优点就是存储读取写入都很方便。使用这种方式是由于在PC机的496/586时代，计算机的内存容量过小，多为1GB或2G大小，无法直接将一个24小时的动态心电数据完全载入内存中(数据在内存中进行读取和写入的速度是优于存储在硬盘上实时读取数据的)。所以为了方便在软件内观察和分析图形，都选择将记录器存储的8通道数据展开存储为12导数据，调取数据时直接调取文件上相应数据。缺点是:1.当硬盘转速过慢或有坏道时，调取心电图查看就会出现卡顿、反应慢等问题。2.记录器记录了8通道数据，写入到计算机硬盘上时为了分析查看时的需求还需通过计算拓展为12通道数据，数据大小反而增加了50％，难以实现心电数据的快速传输。

2、利用每个10字节存储空间存储对应的1组8通道心电数据

(1)采样频率：500Hz

(2)采集导联数：采集8通道数据(I,II,V1,V2,V3,V4,V5,V6)。

(3)数据精度：可以为10位、12位、16位，本实施例以10位为例。

(4)数据类型：无符号类型。

(5)将原始心电数据的大小缩小5倍。

(6)每一次的数据都是通道1，通道2，.......通道8，依次循环存放。

(7)一次开辟10个字节空间，每次保存8个通道的1组数据，每个数据占10位，前8个字节依次存放8路通道的低8位，如表1所示，后两个字节存放这组数据的高位，如表2和表3所示。

表1.第1-8个字节存放8路通道的低8位.

表2.第9个字节存放1-4通道的高2位.

表3.第10个字节存放5-8通道的高2位

(8)每秒8个通道1个采样点的信息就是10字节，500赫兹采样率就是：500×10＝5000字节，即4.88KB。一个24小时8通道的心电数据大小为：4.9KB×60秒×60分钟×24小时＝421875KB＝411.987MB。

(9)按照以上方法将8通道的心电数据存储至硬盘上，在分析程序调用时，将8通道数据全部读取至内存中，同时通过CPU的计算，将数据拓展为12通道的完整数据，保证分析者在分析时查看到的是完整的12通道心电数据，因为数据是完全存储在内存中，读取及写入的数据比硬盘读写速度提高了至少14倍(硬盘以Serial ATA 1.0版本硬盘为例，速率为150MB/s，内存以DDR1内存比较，读写速率达到2.1GB/S)。如果使用最新的DDR3内存，带宽为12.8GB/S,即使12.8GB/S说的是同时进行读和写的综合速度，那读取或写入速度可能达到6.4gb/s，比硬盘速度快了42倍左右。在分析操作时完全不会有已有方法存在的卡顿或存储数据/读取数据时变慢的表现。

(10)500Hz采样使用当前成熟的存储方式存储24小时12导联数据文件大概980MB，但实际应用中记录器记录的是500赫兹采样频率的8通道心电数据，大小为675MB，在存储至分析终端时编码算法将心电数据存储为412MB大小，再使用22％压缩比的压缩软件压缩，生成80MB左右的压缩文件，这样生成的压缩文件上传至分析服务器，即使在较慢的网络传输条件下，4小时内传输4例心电数据也能轻松的完成。当压缩数据下载至分析中心的分析终端后进行解压，再通过内置解码算法的软件在操作者分析时将数据再将数据进行还原，(此法数据还原时有信息损失)。

以该存储方式进行心电数据存储时，基于网络分析的心电数据流向图如图7所示，记录器按预设采样频率(例如500赫兹、1000赫兹)采集患者24小时12导心电数据，通过利用上述编码算法对患者24小时12导心电数据进行编码，并将编码后的心电数据存储至客户端硬盘，使每个采样点的8通道心电数据存储在硬盘上的10字节空间。客户端利用无损压缩算法(例如22％的压缩比)将硬盘存储的心电数据进行压缩，生成压缩数据文件，并通过互联网将压缩数据文件上传至数据服务器。分析中心将压缩数据文件下载至分析终端的硬盘，并进行解压处理，得到患者24小时8通道心电数据。分析终端的内存从硬盘读取患者24小时8通道心电数据拓展为24小时12通道的心电数据，以供查看和分析，并生成最终的电子报告。

按该存储方式对24小时8导联的心电数据进行存储，数据量是412MB，每个病例的数据大小至少减少40％，且不丢失任何信息；可节省大量数据存储空间，在进行网络传输时使用压缩软件再进行一次无损压缩。确保分析采样率500赫兹的高清晰心电图，保证了心电波形细节，让分析中心得出高质量准确的分析报告。

本发明实施例主要应用于心电数据网络传输，医联体中关于大批量大数据量动态心电数据的快速传输。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种心电数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：

心电数据发送端在硬盘上为动态心电数据中的每组8通道心电数据分别分配1个10字节存储空间；

所述心电数据发送端将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至已分配的1个10字节存储空间；

所述心电数据发送端将硬盘上存储的各组8通道心电数据上传至数据服务器；

其中，所述心电数据发送端将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至已分配的1个10字节存储空间包括：对于从所述心电记录器中读取的任一组8通道心电数据中的每通道心电数据，所述心电数据发送端将所述每通道心电数据缩小预设倍数，得到已缩小的每通道心电数据，并从已缩小的每通道心电数据中截取前10位，得到数据精度为10位的每通道心电数据，以便将该组8通道心电数据存储至相应的1个10字节存储空间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述心电数据发送端将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至已分配的1个10字节存储空间还包括：

对于从所述心电记录器中读取的任一组8通道心电数据，所述心电数据发送端在得到数据精度为10位的每通道心电数据后，利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的任意8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的剩余2位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述心电数据发送端在得到数据精度为10位的每通道心电数据后，利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的任意8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的剩余2位包括：

所述心电数据发送端利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的低8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的高2位；或者，

所述心电数据发送端利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的高8位，并利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的低2位。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述心电数据发送端将硬盘上存储的各组8通道心电数据上传至数据服务器包括：

所述心电数据发送端对其硬盘上存储的所述各组8通道心电数据进行无损压缩，得到压缩数据文件，并将所述压缩数据文件上传至所述数据服务器。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

心电数据分析端从所述数据服务器获取所述各组8通道心电数据，并保存至其硬盘；

所述心电数据分析端将保存在其硬盘上的所述动态心电数据的各组8通道心电数据读取至其内存；

所述心电数据分析端将已读取至其内存的8通道心电数据扩展为12通道心电数据，以便查看和分析所述12通道心电数据。

6.一种心电数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：

存储空间分配模块，用于在心电数据发送端的硬盘上为动态心电数据中的每组8通道心电数据分别分配1个10字节存储空间；

心电数据存储模块，用于将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至在所述心电数据发送端的硬盘上已分配的1个10字节存储空间；

心电数据发送模块，用于将所述心电数据发送端的硬盘上存储的各组8通道心电数据上传至数据服务器；

其中，所述心电数据存储模块将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至已分配的1个10字节存储空间包括：对于从所述心电记录器中读取的任一组8通道心电数据中的每通道心电数据，所述心电数据发送端将所述每通道心电数据缩小预设倍数，得到已缩小的每通道心电数据，并从已缩小的每通道心电数据中截取前10位，得到数据精度为10位的每通道心电数据，以便将该组8通道心电数据存储至相应的1个10字节存储空间。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述心电数据存储模块将从心电记录器中读取的每组8通道心电数据存储至已分配的1个10字节存储空间还包括：对于从所述心电记录器中读取的任一组8通道心电数据，所述心电数据存储模块在得到数据精度为10位的每通道心电数据后，利用所述10字节存储空间中的8字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的任意8位，利用所述10字节存储空间中的剩余2字节存储空间，存储所述8通道心电数据中的剩余2位。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述心电数据发送模块对所述心电数据发送端的硬盘上存储的所述各组8通道心电数据进行无损压缩，得到压缩数据文件，并将所述压缩数据文件上传至所述数据服务器。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

心电数据获取模块，用于从所述数据服务器获取所述各组8通道心电数据，并保存至心电数据分析端的硬盘；

心电数据调用模块，用于将保存在所述心电数据分析端的硬盘上的所述动态心电数据的各组8通道心电数据读取至所述心电数据分析端的内存；

心电数据扩展模块，用于将已读取至所述心电数据分析端的内存的8通道心电数据扩展为12通道心电数据，以便查看和分析所述12通道心电数据。

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