CN1161074C - 网络传输生理信号监护器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络传输生理信号监护器，它的信号采集电路由信号采集电极、放大滤波电路、A/D变换电路顺序连接构成，微处理器分别与信号采集电路中的A/D变换器、存储器、输出端口连接；电源则与上述各部分连接并向它们供电；所述的微处理器中设置有生理信号分析和网络传输管理程序，其输出端口连接与医院建立在线联系的移动电话模块的输入端口。本发明的监护器可由患者随身携带，随时接通医院，在患者发病时，报警过程自动进行，不会因操作而延误病情；在患者病情稳定期间，不发送或仅发送少量信息，可减少数据流量和医护人员的监护工作量，节省医疗成本。其优点是：使用方便，结构简单，容易制造，还可改造成社区远程医疗系统等产品；市场需求量大，经济和社会效益显著。

Description

网络传输生理信号监护器

                                  技术领域

本发明属于医疗仪器类，它涉及人体生理信号的监护。

                                  背景技术

目前，由于生活压力增大、节律加快、生活环境改变和医疗条件改善、人口老龄化等因素，心性猝死、心律失常之类突发性疾病对人类的威胁大大增加。这些疾病是突发的，难于预见；后果相当严重。因发病过程突然短促，以至于对病人观察、救治都极为困难。为了使救治及时，人们制造了便携式心电、脑电监护仪、有线电话传输心电图(俗称心脏BP机)等仪器。前者记录24小时信号，克服了观察、记录困难的问题；后者则企图做到及时救治。但在使用有线电话传输心电图时，需要患者在发病时刻按下仪器的”记录”键；走到电话旁；拨通救治的医疗机构，与其通话；再把电话对准仪器，并按下仪器的”发送”键等一套操作。当患者在室外时，还要在近处寻找电话。对一个发病的患者在得不到帮助条件(比如深更半夜)下，完成这样一套操作常常是困难的。因此，使用有线电话传输心电图，对于心律失常患者而言还不是一种有效的工具。

                                  发明内容

本发明的目的是提供一种移动网络传输生理信号监护器，以满足突发性疾病患者获得及时救治的需要。

本发明的目的是这样实现的，一种网络传输生理信号监护器，其信号采集电路由信号采集电极、放大滤波电路、A/D变换电路顺序连接构成，微处理器分别与信号采集电路中的A/D变换器、存储器、输出端口连接；电源则和上述各部分连接，向它们供电；

微处理器中设置有生理信号分析和网络传输管理程序，它们的工作包括下列步骤：

1)开始；

2)信号采集；

3)对特征波形识别、数据压缩编码及存储；

4)根据采集信号作诊断，

若‘异常’，则存异常标识符，经移动电话模块与网络会话协商，传送数据到医院。然后转步骤6)；

若‘正常’，则转下一步骤，即每隔一段时间，传送一次数据到医院；

5)判断传送的时间是否到了？

若时间没有到，则转步骤6)；

若时间到，则保存正常标识符，并与网络会话协商，传送数据。再转步骤6)；

6)对仪器各部分的工作流程进行监控，然后返回步骤2)，继续工作。直至；

7)关机，结束监护过程。

由于本发明采用了以上的技术方案，与现有的有线电话传输心电图(心脏BP机)、心(脑)电监护仪相比，具有以下优点：

1，报警及时：(移动)网络设备持久在网，监护器随身携带，随时接通医院。而且自动进行信号分析与识别，发病报警过程不会因操作延误。

2，避免虚惊：监护工作不需患者参与，信号不断送往医院。首先由自动识别软件诊断，再由医生把关。只有在医生结合病历做出诊断后才通知患者，因而可避免不必要的虚惊。

3，不会因患者失去报警能力而失效：本发明报警过程自动进行。即使患者发病时所在地点不明，也可依靠全球定位系统自动确定。

4，使用灵活：本发明可很方便地改造成社区远程医疗系统等。

5，仪器结构简单，容易制造，使用方便，市场需求量大，经济和社会效益显著。

                                  附图说明

图1是本发明的一种电路原理结构框图；

图2是本发明的一种护理方案流程示意图。

图中：

1，信号采集电路    1-1，信号采集电极    2，放大滤波电路    3，A/D变换器

4，微处理器系统    5，电源              6，存储器          7，移动电话模块

8，输出端口

                                  具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施作如下详述：

网络传输生理信号监护器，其信号采集电路1由信号采集电极1-1、放大滤波电路2、A/D变换电路3顺序连接构成，微处理器4分别与信号采集电路1中的A/D变换器3、存储器6、输出端口8连接；电源5则和上述各部分连接，向它们供电。

为使网络传输生理信号监护器与网络系统实现持久在线的联系，可将网络传输生理信号监护器的输出端口8用电缆与移动电话7的输入端口连接；通过移动网、公共数据网把监护器与医院监护网络连接在一起构成一种移动网络传输生理信号监护系统，从而实现对身患心律失常、癫痫之类疾病的患者提供持久的监护。

在图1所示电路中，

信号采集电路1，由信号采集电极1-1、放大滤波电路2、A/D变换电路3构成；其中的信号采集电极1-1置于患者体表适当部位，用于人体生理信号采集；通常采用银-氯化银材料制成的多种型号的一次性监护电极产品作为信号采集电极1-1。它采集的生理信号送往放大滤波电路2。

放大滤波电路2，把信号采集电极1-1采集来的生理信号放大到伏的量级后，再送往A/D变换器3。放大电路2的输入级应采用高共模抑制比、高输入阻抗的仪器放大电路，如AD620等。滤波器可采用5阶以上的巴特沃思有源滤波器，以滤去信号中的噪音。滤波电路可采用AD820等型号产品。

A/D变换器3，将放大的模拟信号转换为计算机可识别的数字信号，输入微处理器4。A/D转换电路可采用8-12比特、低耗电的A/D变换芯片，如MAX113等。

微处理器4，对A/D变换器3送来的数据进行编码、特征波形检测、分类诊断等处理。此外它还要完成管理监护器的工作进程、控制A/D变换的时间；管理数据网络传输；处理患者通过人机对话送来的指令，以及医生从网络传来的指令等任务。为此，可采用DSP处理器，比如TI公司的TMS320LF2704等作为微处理器4。此类的处理器具有常规的微处理器所不具有的运算能力，可以胜任上述工作。

电源5，向网络传输生理信号监护器提供上述各部分电路为完成任务而必需的能量。为了控制随身监护仪体积，便于携带，可采用高能量的锂电池，满足一天一换的要求。

存储器6，用于存储患者信号数据，供医生作诊断参考。存储器6可采用快闪存储器，比如28F320J3A等；快闪存储器保存的数据不易丢失；而且擦写也很方便。很适合监护器这类产品。

移动电话模块7，作为网络传输生理信号监护器与移动网络系统的无线接口，用来建立与医院的在线联系，向使用本发明产品的患者提供24小时不间断的监护和及时的救治；并且不限制患者的活动。可采用2.5G和3G的多种型号产品。

输出端口8，用于微处理器4与移动模块7的连接。可采用TP3420A这类的标准接口。

图2表示了在微处理器4中设置的生理信号分析和网络传输管理程序，其工作步骤为：

1)开始；使用前，先将信号采集电极1-1置于患者体表适当部位。监护器开机后，首先在微处理器4的系统中设置系统参数；然后，观测信号波形，以检查采集电极1-1安装情况，并以约定的方式说明检查结果。如果工作正常，开机过程结束，仪器进入自动工作流程。

2)采集信号；网络传输生理信号监护器的心电信号采样率在200-300Hz左右；监护用脑电信号采样率可定在100-200Hz左右。

3)对特征波形识别、数据压缩编码及存储；特征波形是指心电信号的QRS波，脑电信号的尖波、棘波等。它们是诊断的依据。微处理器4在识别波形同时，还进行压缩、编码及存储等操作。信号采样率常用在200次/秒左右，为减轻网络负担，应尽可能压缩数据量；编码压缩比在10左右即可满足要求。

4)对信号结果作诊断；在生理信号监护器的诊断中只需做’正常’或’异常’判定；判定后仪器不通知患者；而是根据诊断结果做如下处理：

若‘异常’(或患者自我感觉不良按’救助’键)，网络传输生理信号监护器则保存异常标识符；并与移动网络进行会话协商，再将发现异常前后一段时间的数据经网络传到医院网站。网站医生应及时处理数据，并通过网络调用患者病历资料，或通过移动电话询问患者病情。最终作出可靠诊断，指导患者自救。在传完数据后，转步骤6。

若‘正常’，程序转到下一步骤；

5)判断是否到了约定的传数据时间？

在患者病情稳定时，网络传输生理信号监护器将定时(比如，二个小时)传输数据，即每隔一段时间把这段时间的数据传输到医院，在医生分析后作成病历存放入数据库。

若约定的时间未到，则跳转步骤6)；

若约定的时间已到，则保存正常标识符，并与移动网络进行会话协商，再将前一段时间的部分数据经网络传到医院网站。接着转步骤6)。

6)工作进程监控；进入这一步网络传输生理信号监护器应对电路系统工作做一次检查；比如检查看门狗、电源等；此外，还要检查执行键盘命令和网络反馈的指令。监护器设有：”求助”、”条件”和”复位”等按键。按”复位键”后，监护器和移动电话模块都处在设置状态，使用者可利用监护器屏幕输入信号采样率、医院网站网址、定时传数据的时间等参数。按”求助”键，网络传输生理信号监护器进入中断，做”患者异常”处理。在每次数据传输完毕，网络传输生理信号监护器将接受并执行医院的医生通过网络反馈的指令：如，”重传一遍数据”、或”传一段按医嘱条件得到的数据”(按”条件”键执行)、或”返回正常工作进程”等。若数据传输完毕后，没有接到指令，则等待一段时间，若仍然没有指令，则自动返回步骤2)，进入正常的生理监护工作流程。

7)关机，结束网络传输生理信号监护器工作。

本发明涉及的网络传输生理信号监护器的主要工作是完成患者生理信号采集、编码、特征波形检测、识别分类等处理；为了减轻网络负担，应尽可能压缩数据量；数据压缩由编码器进行；压缩的数据存入存储器。在编码的同时，微处理器系统还要做特征波形(比如，心电信号中的QRS波、脑电信号中的尖、棘波等)识别，接着程序就可以根据特征波形出现的频率和波形作出二元(正常或异常)诊断。根据结果微处理器4会经输出端口8向移动电话模块7发出适当的控制信号和指令：如果患者一直正常，微处理器4则应定时地(比如2个小时)令移动电话模块7将信号记录送往特约医院，建成病历保存；一旦发现异常或患者感觉不适，微处理器4应立即向移动电话模块7发出指令；把当前时刻前后一段时间的信号和求救请求发往医院，并与医院保持联系；接受指导。

本发明涉及的网络传输生理信号监护器由患者随身携带。它整天不仃地检测、分析患者的生理信号；并自动地在需要的时候，通过移动通信网络把信号源源不断地送往医院。医院的值班医生就可以通过观察分析这些信号监视着患者的病情。当患者出现异常时，可立即通过移动网络与患者联系；指导患者自救，或派出急救车前往患者所在现场实施紧急救护。本发明利用2.5G(3G)移动网络设备机动灵活、永久在线的优势，克服了距离的阻隔，以一种全新的方式为身患心律失常、癫痫之类疾病的患者提供持久的监护。这种监护方式不仅提高了医疗资源的利用率，还不用担心患者身处何地、也不会因患者失去自救能力而使系统瘫痪。本方案除了用于个人监护外，还可用于社区医疗服务等方面。只需把本发明的监护器连接到便携式诊断仪器，就构成一套社区医生入户服务用的移动网络传输远程医疗系统。此外还可利用同样原理生产出多种用途的远程医疗系统。因而有着广阔的市场前景。

Claims (2)

1.一种网络传输生理信号监护器，其特征在于，信号采集电路由信号采集电极、放大滤波电路、A/D变换电路顺序连接构成；微处理器则分别与信号采集电路中A/D变换电路、存储器、输出端口连接；电源也和上述各部分连接，向它们供电；微处理器中设置有生理信号分析和网络传输管理程序，它的工作包括下列步骤：

1)开始；

2)信号采集；

3)对特征波形进行识别、数据压缩编码及存储；

4)根据采集的信号作诊断；

若‘异常’，则存异常标识符，经移动电话模块与网络会话协商，传送数据到医院。然后转步骤6)；

若‘正常’，则转下一步，即每隔一段时间，传送一次数据到医院；

5)判断传送的时间是否到了？

若时间没有到，则转步骤6)；

若时间到，则保存正常标识符，并与网络会话协商，传送数据。再转步骤6)；

6)对仪器各部分的工作流程进行监控，然后返回步骤2)，继续工作。直至；

7)关机，结束监护过程。

2.根据权利要求1所述的一种移动网络传输生理信号监护器，其特征在于，输出端口用电缆与移动电话模块的输入端口连接。

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