CN202365773U - 远程无线心电实时监护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了远程无线心电实时监护系统，包括心电监护仪和远程监控中心，心电监护仪通过无线网络与远程监控中心连接。心电监护仪包括心电采集板和核心处理板；心电采集板上设置有人体电极、导联线组、心电图信号放大滤波模块、心电信号通道选择模块、A/D转换模块以及第一单片机；人体电极、导联线组、心电图信号放大滤波模块、心电信号通道选择模块和A/D转换模块依次连接；单片机的通用I/O端口与心电信号通道选择模块连接。本实用新型将采集器和发送器一体设置，方便病人携带；导联数量大，能够扑捉到心律异常现象；能将数据传送到监护中心，在病人出现紧急情况时，能够及时发现并拨打120急救。

Description

远程无线心电实时监护系统

技术领域

本实用新型涉及无线监控领域，尤其涉及远程无线心电实时监护系统。

背景技术

心电信号是人类最早研究并应用于临床的生物电信号之一，它比其他生物电信号更易于检测，并具有较直观的规律性。目前仍然是生物学工程界的重要研究对象之一。心脏在机械收缩之前，心肌预先发生电的激动，并向全身各部位放散，从而在体表的不同部位产生电位差。通过体表把这种变动着的电位差按时间顺序描记出来的连续曲线就是心电图。常规心电图是病人在静卧情况下由心电图仪记录的心电活动，它一般有12个导联，反映了全息心电变化，可以从多个角度观察到心脏的活动情况，能对心肌梗死、早搏、左前支阻塞和左后支阻塞等进行定位诊断，是心脏诊断的重要手段之一，但是常规心电图仅记录6-100个心动周期，历时仅几秒到1分钟左右，只能获取很少有关心脏状态的信息，一个正常人一天24小时的心搏数量达10万次以上，所以在有限的时间内，记录发生心率失常的概率是很低的，尤其是一些阵发性心率失常，即使病人有自觉症状，但在做常规心电图检查时也往往难以捕获。

由于心脏病发病时一般具有突发性、短暂性和危险性的特点，所以有必要对患者的心电图进行长时间实时监测，实现及时抢救和疾病预报，目前我国医疗资源仍然十分紧张，远程医疗、社区护理是解决这一问题的有效办法，可供心脏病人使用的便携式心电监护仪，有着广泛的应用前景。现有的心电监护系统有以下几种：

动态心电图回放系统(HOLTER)：1957年，美国物理学博士Norman J Holter首创了一种用磁带记录器对正常活动状态下的病人做长时间连续心电图记录的方法，开辟了时间全信息和环境全信息心电记录和诊断的新领域，从而在某种程度上弥补了常规心电图的不足之处。这种长时间连续记录的心电图称为动态心电图。它是心电学的一个分支，通过便携式记录器连续监测、记录人体的24h或更长时间的心电动态变化信息，再经过计算机系统回放、处理和分析，再由打印机输出心电图，通过动态心电图能够发现短暂性或一过性的异常心电变化，对心率失常的检出、早期心血管病诊断、抗心率失常治疗的评价以及心律失常和生理关系的研究具有重要意义，从而为临床诊断、治疗及研究提供重要的客观依据。1961年，以德玛公司的产品为代表，美国最先将动态心电图技术应用到临床，以后很快在发达国家得到普及。自1978年我国开始引进此项技术以来，临床应用逐步深入，已从大医院逐步向中小医院普及，成为心血管疾病诊断领域中的实用、高效、无创、安全、准确、可重复性强的重要检测方法。传统式的HOLTER包含俩部分：一部分是带在病人身上的慢速磁带记录盒；另一部分是回放分析系统。此类HOLTER系统中，马达变速、需要定期保养和更换是磁带记录的一大难题。1985年后，出现了固态HOLTER系统，以美国HP公司为代表，它是把心电信号转换成数字信号后存储在芯片上，避免了马达引起的一些问题；但是这类HOLTER，记录盒内存有限，可能丢失大量信息。

电话传送心电图监测系统(Trans-Telephonic Monitoring，TTM)：

1960年，美国及加拿大的医疗中心相继开创了冠心病监护病房和加强护理病房，通过长时间的示波监护及血流动力学监测对病人进行治疗，但是，面对数量庞大、分布环境复杂发的院外患者，HOLTER和CCU等还是无法解决问题，20世纪70年代，美国研制成功了利用电话传送心电图的监测系统，该系统是以微机为基础的心电传输/接收和心电数据管理系统，通过电话传输心电信息和计算机处理实现对病人的心电监护，病人使用记录/发射器可通过电话向监测中心传输心电数据，医生根据心电信号的改变和患者诉说的病情，向患者提供诊断及治疗意见，为院外的心脏病人的长期心电监测和治疗提供了方便。

TTM系统是一种微型、轻便、价格便宜、易操作、不受时间、地域限制的心电监护工具，它对偶发和可疑有心率失常者有良好的监测效果，然而该装置也有一些缺点：不能捕捉非常短暂的心律失常，不能发现无症状心率失常或段变化，需要有电话才能和TTM中心联系。

无线实时传送心电监护系统：

目前国内有的心电传输方案是将心电信息经过调制后变成音频信息，经手机发送到有线电话上，再解调，从技术上说，这与TTM没有什么区别。还有的公司采用的方案是采集器+发送器(PDA或手机)，采用这种方案的缺点是：①、采集器和发送器大多是分体的，病人携带不方便。②、采集器和发送器之间电源是分体的，操作起来复杂。③、导联数少，大多是3导或5导，有些心律异常现象捕捉不到。④、存储的空间有限，存储的采集的数据量少，一般不超过3天的数据量。⑤心电监护仪和远程监护中心是单向的数据传送，当病人出现紧急情况时远程医生很难做到与病人直接沟通，缺少病人的位置信息无法做到120急救。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了远程无线心电实时监护系统。

本实用新型提供了远程无线心电实时监护系统，包括心电监护仪和远程监控中心，心电监护仪通过无线网络与远程监控中心连接。

在一个示例中，心电监护仪包括心电采集板和核心处理板；

心电采集板上设置有人体电极、导联线组、心电图信号放大滤波模块、心电信号通道选择模块、A/D转换模块以及第一单片机；人体电极、导联线组、心电图信号放大滤波模块、心电信号通道选择模块和A/D转换模块依次连接；单片机的通用I/O端口与心电信号通道选择模块连接；

核心处理板上设置有第二单片机，第二单片机设置有无线通信单元、存储单元、人机接口、USB接口单元、SOS求助单元、串口通信单元和电源单元；

第一单片机的串口通信单元与第二单片机的串口通信单元连接。

在一个示例中，心电采集板上还设置有电源管理单元、报警单元和一键开关机单元；电源管理单元、报警单元和一键开关机单元均与第一单片机连接。

在一个示例中，心电监护仪通过卫星通信网络与GPS定位卫星连接。

在一个示例中，远程无线心电实时监护系统还包括呼叫控制中心，呼叫控制中心与远程监控中心连接。

在一个示例中，远程无线心电实时监护系统还包括医疗服务中心，医疗服务中心通过有线网络与远程监控中心连接。

在一个示例中，导联线组的数量为12组。

本实用新型将采集器和发送器一体设置，方便病人携带；导联数量大，能够扑捉到心律异常现象；能将数据传送到监护中心，在病人出现紧急情况时，能够及时发现并拨打120急救。

附图说明

下面结合附图来对本实用新型作进一步详细说明，其中：

图1是远程无线心电实时监护系统拓扑图；

图2是心电监护仪的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种兼有动态心电监控、使用方便、不受距离限制、双向报警与控制、实时定位的特点的心电监护系统。其由用户使用的心电监护仪和设立在医院的监护中心两部分组成。监护中心包括一台连接在Internet上的服务器计算机、交换机、和多个与服务器计算机联网的工作站计算机以及电话、打印机组成；公共通信网络包括有GSM、GPRS、3G和Internet等。心电监护仪和监护中心的无线通讯方法采用了客户端/服务器的体系结构，客户端为用户使用的心电监护仪，服务器为监护中心，心电监护仪通过GPRS/3G接入Internet和监护中心进行数据通讯；心电监护仪具备USB接口，可通过将其存储的心电图传输到计算机中；心电监护仪还可用于拨打监护中心电话。

远程无线心电实时监护系统如图1所示，心电监护仪可以进行GPS定位，并通过移动网路与集成远程监护中心通信。如果心率异常，集成远程监护中心通信将心电图信号发送到医生的心电监护仪，医生进行诊断后，如果觉得有必要可以通过移动网路拨打急救电话，远程急救中心接到急救电话后进行处理。集成远程监护中心还配有呼叫服务监控中心，接受用户的电话咨询，并可以根据用户的情况将用户的问题通过有线网络传送到医疗服务中心，医疗服务中心的工作人员可以针对用户的问题进行解答。

心电监护仪主要有两大部分组成：心电采集板和核心处理板。

心电采集板主要的功能有：心电信号的采集单元、单片机单元、A/D转换单元、导联脱落检测单元、报警单元、串口通讯单元、电源管理单元。其中电信号的采集单元主要是通过连接在用户身上的心电贴片获取原始的心电信号，原始心电信号经过放大、滤波后电压达到一定的幅值；单片机单元主要完成对12导心电信号通道选择、按照采样频率控制多路开关、读取A/D转换的结果、通过串口把A/D转换后的数据发送到核心处理板；导联脱落检测单元主要完成对导联状态的监测，如导联连接状态出现异常，则单片机单元发出声光报警；报警单元主要完成对导联脱落报警及电源电量不足报警；电源管理单元主要完成对整个系统提供相应的电源电压。

核心处理板主要的功能有：串口通讯单元、存储单元、MCU处理单元、GSM/3G/WIFI单元、LCD显示单元、人机接口单元、USB接口单元、SOS求助单元。串口通讯单元主要是完成对心电采集板传来的数据接收；存储单元主要是完成对串口通讯单元接收到的心电数据进行存储，根据外挂存储设备容量不同，存储的数据量也会有所不同；MCU处理单元主要完成对存储的心电数据进行软件处理，包括：心率计算、当前心率的各个特征值、心律异常判断、显示数据的发送；GSM/3G/WIFI单元主要是完成语音发送、短信发送、心电数据向远程监护中心发送；LCD显示单元主要完成心电波形显示、当前的状态信息显示；人机接口单元主要完成键盘响应、触摸屏响应；USB接口单元主要完成在不用无线传输的情况下通过USB接口把心电监护仪中的数据导入PC；SOS求助单元主要完成通过用户“SOS”按键响应向远程监护中心发送求助信号。

心电监护仪的心电数据采集的是12导联同步心电信号，他与人体之间通过贴在人体表面的电极片和标准12导联线连接，通过导联线送到模拟放大电路。放大后的12个通道心电导联信号经过多路开关，通道的选择是由单片机来控制。单片机根据设定的每通道的采样率来通过定时器依次选通不同的通道，通道导通后输入外置的A/D转换芯片，当A/D转换完成后触发单片机中断。单片机读取相应的A/D数据通过串口发送到核心处理板，核心处理板对接收到的心电数据进行处理，计算出相应的心率、判断心率是否存在异常、计算出当前信号的特征值的同时在LCD屏幕上显示出来。如果此时无线传输打开且无线信号良好，则把心电数据通过3G/WIF/GPRS传输到远程监护中心。远程监护中心对接收到心电数据进行处理，如出现心率异常则把相应的异常数据推送到医生客户端，医生客户端对接收到的心电异常数据进行诊断，根据异常紧急情况联系120、静卧、服用药物等。监护仪佩戴者如感觉不适也可以按下监护仪“SOS”求助键，按下“SOS”求助键后，心电监护仪向远程监护中心注册过的电话号码发送求助信息，远程监护中心收到发来的“SOS”求助信息采取应急处理。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此。任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，均可对其进行适当的改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.远程无线心电实时监护系统，其特征在于，包括心电监护仪和远程监控中心，心电监护仪通过无线网络与远程监控中心连接。

2.如权利要求1所述的远程无线心电实时监护系统，其特征在于，心电监护仪包括心电采集板和核心处理板；

心电采集板上设置有人体电极、导联线组、心电图信号放大滤波模块、心电信号通道选择模块、A/D转换模块以及第一单片机；人体电极、导联线组、心电图信号放大滤波模块、心电信号通道选择模块和A/D转换模块依次连接；单片机的通用I/O端口与心电信号通道选择模块连接；

核心处理板上设置有第二单片机，第二单片机设置有无线通信单元、存储单元、人机接口、USB接口单元、SOS求助单元、串口通信单元和电源单元；

第一单片机的串口通信单元与第二单片机的串口通信单元连接。

3.如权利要求2所述的远程无线心电实时监护系统，其特征在于，心电采集板上还设置有电源管理单元、报警单元和一键开关机单元；电源管理单元、报警单元和一键开关机单元均与第一单片机连接。

4.如权利要求1-3任意一项所述的远程无线心电实时监护系统，其特征在于，心电监护仪通过卫星通信网络与GPS定位卫星连接。

5.如权利要求1-3任意一项所述的远程无线心电实时监护系统，其特征在于，远程无线心电实时监护系统还包括呼叫控制中心，呼叫控制中心与远程监控中心连接。

6.如权利要求1-3任意一项所述的远程无线心电实时监护系统，其特征在于，远程无线心电实时监护系统还包括医疗服务中心，医疗服务中心通过有线网络与远程监控中心连接。

7.如权利要求2或3所述的远程无线心电实时监护系统，其特征在于，导联线组的数量为12组。

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