CN2596689Y

CN2596689Y - 用手机传输数字信息的动态心电监护系统

Info

Publication number: CN2596689Y
Application number: CN 02259731
Authority: CN
Inventors: 赵国良
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2003-12-31
Anticipated expiration: 2012-09-25

Abstract

本实用新型提供一种用手机传输数字信息的动态心电监护系统，它包括用来记录、储存和发送患者的心电信息的袖珍动态心电监护仪和用来接受和显示患者发送来的心电信息的医院心电信息接收系统。袖珍动态心电监护仪由心电信号放大器、单片机、大容量存储器、心电信号发送变换电路、校验信号接收变换电路及手机构成，医院心电信息接收系统由固定电话、心电信号接收变换电路、校验信号发送变换电路、电平变换电路和计算机构成。由于心电信息采用数字方式存储和传输，使其具有失真小、抗干扰能力强和成本低的优点，尤其能使患者可随时、随地、方便地将所记录的心电信息传送到医院，不受所在地点、距离和设备的限制。所以可广泛推广，为各级医院和患者使用。

Description

用手机传输数字信息的动态心电监护系统

技术领域

本实用新型属于一种采用手机以数字的形式通过GSM，GRPS或CDMA移动通信网络来传输心电信息的动态心电监护系统。

背景技术

近年来心脏病是威胁人类生命的主要疾病之一。心脏的保健对于任何人，特别是心脏病患者尤其重要。经常性的检查和及时的诊断，对于预防心脏病突发造成生命危险有重要的作用。人们一直希望有一种方便而准确的手段对心脏进行经常性的监测，做到及时发现异常，及早处理。随着微电子技术不断渗入医学领域，近年来已在临床中逐渐应用电子监护系统来替代人的工作，其中尤以冠心病监护仪的应用最为广泛。这种监护仪是以心电图作为首位监护参数的，所以也称为心电监护仪。一般，可通过普通心电图的心电曲线来诊断心肌缺血等心脏病的病症。如果患者在平静情况下的心电图不能反映心肌缺血等心脏病的病症，就可采用运动心电图来观察。再有一种称为动态心电图，患者将仪器(便携式动态心电记录仪)挂在身上，患者可以像正常人一样工作、生活，在这过程中患者如有心脏不适(如心肌缺血)等心脏病病症，机器就会自动记录下来。然后，患者需要到医院，由医生取下机器通过回放心电数据，医生就可看到所记录心电图，以判定是否有心肌缺血等心脏病病症。该产品的缺点是患者或家属必须将机器送到医院，否则是无法向医院传送心电图的。因此，远距离传送心电图不仅方便，而且可及时发现病症并立即采取相应治疗措施，实现早期预防、保健和及时监护，防止心脏病症状恶化，这是一个迫切需要解决的问题。

在国内外市场上目前已经有各种不同类型的动态心电监护仪出售。按信息记录的方式区分，有模拟式和数字式；按记录的心电信息传输方式区分，有用电话方式传输的、也有用串口通信方式传输的、或用无线通信方式传输的。但它们各自都有一些严重的缺点，如用电话传输心电信息的模拟信号时，其失真较大；用串口通信以数字形式传输心电信息时只能适合近距离传输，病人或家属必须亲自将心电信息记录仪送去医院，很不方便；用无线通信传输心电信息时所需的专用设备的成本较高、距离也受限。因此，以上各种方式都不能做到同时满足心电信息记录和传输对方便、高保真和低成本的要求。

发明内容

本实用新型提供一种采用手机以数字的形式通过GSM，GRPS或CDMA移动通信网络来传输心电信息的动态心电监护系统。本实用新型是在用单片机以数字形式存储心电信息的基础上，通过手机将所存储的心电信息用数字的形式通过GSM，GRPS或CDMA移动通信网络传输到医院，其优点是将心电信息的采集、存储和传输引起的失真都降到了最小。与此同时，还能使患者可随时随地、方便地将所记录到的心电信息通过手机传送到医院，它不受所在地点和距离以及设备的限制。因此，患者一旦感到心脏有所不适，即可将所记录的心电信息用手机立即传送到医院，医生对所收到的心电信息及时进行诊断，还可以根据来电显示的电话号码，立即将诊断结果告诉给患者，有利于患者及时采取相应的治疗措施。用手机以数字的形式通过GSM，GRPS或CDMA移动通信网络来传输心电信息的最大优点是地点的任意性、时间的及时性和信号的高保真性，这不仅为在家休养的患者提供了方便，对出门在外的患者来说更具有特别重要的意义。对于目前我国国内手机已经普及使用的今天，其实用价值是很大的。除此之外，它不需任何附加设备，大大降低了成本。

本实用新型包括用来记录、存储和发送心电信息的袖珍动态心电监护仪[1]和用来接受和显示患者心电波形的医院心电信息接受系统[2](如附图1)。其中袖珍动态心电监护仪[1]由心电信号放大器[3]、单片机[4]、大容量存储器[5]、心电信号发送变换电路[6]和校验信号接受变换电路[7]及手机[8]构成，医院心电信息接受系统[2]由固定电话[9]，心电信号接收变换电路[10]和校验信号发送变换电路[11]，电平变换电路[20]和计算机[12]构成。其中，心电信号发送变换电路[6](如附图2)包括心电信号发送调制电路[13]和心电信号发送放大器[14]；校验信号接收变换电路[7]包括校验信号接收放大器[26]、校验信号接收整形电路[27]和校验信号接收解调电路[28]。而心电信号接收变换电路[10]包括心电信号接收放大器[17]、心电信号接收整形电路[18]和心电信号接收解调电路[19]；校验信号发送变换电路[11]包括脉冲信号产生器[21]、校验信号发送调制器[22]和校验信号发送放大器[23]。

该实用新型的工作原理是：由患者随身携带使用的袖珍动态心电监护仪[1]可根据需要随时启动工作，而配置在医院的医院心电信息接收系统[2]则是每天昼夜24小时进行工作。需要时，患者可立即开启袖珍动态心电监护仪[1]，在单片机[4]的控制下，放在患者胸前心脏部位的导联将患者心脏跳动的连续变化信号经过心电信号放大器[3]和A/D转换单元存储于大容量存储器[5]内。当需要发送心电信息时，患者只要在手机[8]上拨通医院心电信息接收系统[2]的固定电话[9]的电话号码，单片机[4]即将存储在大容量存储器[5]内的患者心脏的数字心电信息(0和1)通过其串行通信口(TXD)送到心电信号发送变换电路[6]中的心电信号发送调制电路[13]中，同时用单片机[4]内部时钟产生两个不同频率脉冲信号，借助心电信号发送调制电路[13]将数字心电信息(0和1)分别调制成不同频率的声频信号，然后再经过心电信号发送放大器[14]放大后加到手机[8]的附件麦克[15]的输出端上，患者通过拨号连接即可由GSM、GPRS或CDMA移动通信网络将患者的心电信息传至医院心电信息接收系统[2]中的固定电话[9]的听筒[16]输出端上。然后通过心电信号接受变换电路[10]中的心电信号接受放大器[17]、心电信号接收整形电路[18]和心电信号接收解调电路[19]对收到的患者心电声频信号进行放大、整形、解调，再经电平变换电路[20]变换后送入计算机[12]的串行通信口，存入计算机[12]中，并同时在屏幕上显示出患者心脏的心电信号连续变化图形，医院的值班医生即可根据该心电图做出诊断，立即通知患者采取治疗措施，为患者及时诊断、做到及时治疗。

为了确保信息传输的正确性和可靠性，达到高保真远距离传送心电信息的目的，本实用新型在软、硬件设计中加入了信息校验的手段。因此，采用与上述相类似的电路实现从医院心电信息接收系统[2]向袖珍动态心电监护仪[1]回送数字信息的功能，构成了信息传输的应答方式。其工作原理是：医院心电信息接收系统[2]内计算机[12]经串行通信口和电平变换电路[20]发送出校验数字信息，校验信号发送变换电路[11]中的脉冲信号产生器[21]产生两个不同频率的脉冲信号，通过校验信息发送调制电路[22]将0和1数字信息分别调制成相应频率的声频信号，然后通过校验信息发送放大器[23]放大后加到固定电话[9]的话筒[24]输出端上。该信号由固定电话[9]通过GSM，GPRS或CDMA移动通讯网络传回到袖珍动态心电监护仪[1]的手机[8]上。此时手机[8]的附件耳机[25]输出的声频信号经校验信号接受变换电路[7]中的校验信号接受放大器[26]、校验信号接受整形电路[27]和校验信号接受解调电路[28]对该声频信号进行信号放大、整形和解调，将其还原成0和1的数字信号送入单片机[4]的串行通信口，构成信息传输应答方式，从而确保以数字方式正确传输心电信息的任务，实现高保真远距离传送心电信息的目的。

该实用新型可根据患者实际情况和从方便出发，发送方(袖珍动态心电监护仪[1])和接受方(医院心电信息接收系统[2])的手机[8]和固定电话[9]可以灵活配置，即发送方和接受方均可以为手机或均为固定电话，或一方为手机，另一方为固定电话。手机/固定电话配置方案见表1：

表1手机/固定电话配置方案

	发送方	接受方
	发送方	接受方	1	手机	固定电话
2	固定电话	手机	1	手机	固定电话
2	固定电话	手机	3	手机	手机
4	固定电话	固定电话	3	手机	手机

附图说明图1.用手机传输数字信息的动态心电监护系统的简化原理方框图图2.用手机传输数字信息的动态心电监护系统的电路原理方框图图3.用手机传输数字信息的动态心电监护系统的袖珍动态心电监护仪

发送/接收电路原理图图4.用手机传输数字信息的动态心电监护系统的医院心电信息接收系统

发送/接收电路原理图

具体实施方式

当某心脏病患者配有袖珍动态心电监护仪[1](附图1)时，患者就与相应医院建立了医患关系，相应的医院心电信息接收系统[2]的计算机[12]中以文件格式建立起该患者的心电监测诊断个人医疗档案，该系统可以为患者每天昼夜24小时服务。患者可根据需要，随时开启随身携带的袖珍动态心电监护仪[1]，将导联放在胸前心脏的相应部位，此时在单片机[4]的控制下，患者心脏跳动的连续变化信号经过心电信号放大器[3]和AD转换单元不断地存储在大容量存储器[5]内。记录完毕后，患者可用手机[8]拨通相应医院的心电信息接收系统[2]的固定电话[9]，单片机[4](选用AVR公司的AT2333)(附图3)将存储在大容量存储器[5](选用AT45D081A)内的心电信息(0和1数字信息)通过其串行通信口(TXD)送出，同时用单片机[4]内部时钟产生的两种不同频率的脉冲，借助心电信号发送调制电路[13](选用芯片74LS08及74LS06)将心电信息(0和1数字信息)分别调制成不同频率的声频信号，将调制得到的电信号通过心电信号发送放大器[14](选用芯片LM741)加到手机[8]的附件麦克[15]的输出端上，通过拨号联接，由GSM，GRPS，或CDMA移动通信网络将该声频电信号传至医院心电信息接受系统[2]中。附图4是医院心电信息接受系统的信号变换线路图。心电信号通过移动通信网络传到固定电话[9]的听筒[16]输出端上，经心电信号接受放大器[17](选用芯片LM741)，心电信号接受整形电路[18](选用芯片74LS14)，心电信号接受解调电路[19](选用芯片MC14538和74LS74)和电平变换电路[20](选用芯片MAX202)送入计算机[12]的串行通信口，存入计算机[12]中。并同时在其屏幕上显示出患者心脏的心电连续变化图形，医院的值班医生即可根据该心电图做出诊断，立即通知患者及时采取治疗措施，为患者及时诊断、实现早期监护和治疗。

本实用新型还采用相似的电路实现从医院心电信息接受系统[2]向袖珍动态心电监护仪[1]回送校验数字信息的功能，构成信息传输的应答方式进行传输信息的校验，确保信息传输的正确性和可靠性。因此，医院心电信息接受系统[2](附图4)计算机[12]通过串行通信口和电平变换电路[20](它与接收心电信息时所用电平变换电路共用)发送出0和1数字信号的校验信息。脉冲信号产生器[21](选用芯片555和74LS 393)产生两种不同频率的脉冲。由校验信号发送调制电路[22](选用芯片74LS08和74LS06)将0和1数字信号调制成两种不同频率的声频信号，调制所得到的电信号通过校验信号发送放大器[23](选用芯片LM741)加到固定电话[9]的话筒[24]输出端上。该声频信号由固定电话[9]通过GSM，GRPS，或CDMA移动通信网络传回至袖珍动态心电监护仪的手机[8]上(附图3)。手机[8]的附件耳机[25]输出的声频信号由校验信号接受放大器[26](选用芯片LM741)，校验信号接受整形电路[27](选用芯片74LS14)和校验信号接受解调电路[28](选用芯片14538和74LS74)将声频信号还原成0和1数字信号，送入单片机[4]的串行通信口，构成信息传输的应答方式，按规定的通信协议进行校核，从而确保以数字方式正确传输心电信息的任务，达到了高保真远距离传送心电信息的目的。

上述线路中的逻辑功能采用CPLD(大规模可编程逻辑器件，如EPM7128S)实现，从而可减少体积、提高可靠性和增加保密性。

医院心电信息接收系统[2]中的固定电话[9]必须作为该系统的专用电话使用，每天24小时开机，不能作为它用。而袖珍动态心电监护仪[1]中的手机[8]除了在患者向医院发送心电信息时外，其它时间可以作为通常的手机通话使用。

袖珍动态心电监护仪[1]采用塑料材质作外壳。其体积大小为长120毫米，宽80毫米，厚30毫米。而医院心电信息接收系统[2]的电路安装在塑料壳体内。计算机[12]的CPU选用Intel P4芯片，显示器选用17时屏幕即可。

本实用新型所用的手机[8]与固定电话[9]为市场上出售的通用产品。

显然，由于本实用新型采用GSM，GRPS，或CDMA移动通信网络以数字方式完成心电信息的存储和传送，因此具有失真小，抗干扰能力强和成本低的优点；所用器件集成度高，可靠性高，操作简单，使用方便，特别是不受时间、地点、距离和设备的限制、可广泛推广使用。

Claims

1.一种用手机传输数字信息的动态心电监护系统，其特征在于它包括袖珍动态心电监护仪[1]和医院心电信息接收系统[2]，其中袖珍动态心电监护仪[1]由心电信号放大器[3]、单片机[4]、大容量存储器[5]、心电信号发送变换电路[6]、校验信号接收变换电路[7]和手机[8]构成，单片机[4]分别与心电信号放大器[3]、大容量存储器[5]和心电信号发送变换电路[6]相互连接、心电信号发送变换电路[6]还和手机[8]相互连接；医院心电信息接收系统[2]由固定电话[9]、心电信号接收变换电路[10]、校验信号发送变换电路[11]、电平变换电路[20]和计算机[12]构成，它们之间相互连接。

2.如权利要求1所述的一种用手机传输数字信息的动态心电监护系统，其特征在于心电信号发送变换电路[6]包括心电信号发送调制电路[13]和心电信号发送放大器[14]，心电信号发送调制电路[13]将调制后的信号送入心电信号发送放大器[14]；校验信号接收变换电路[7]包括校验信号接收放大器[26]、校验信号接收整形电路[27]和校验信号接收解调电路[28]，后三者之间信号依次传递。

3.如权利要求1所述的一种用手机传输数字信息的动态心电监护系统，其特征在于心电信号接收变换电路[10]包括心电信号接收放大器[17]、心电信号接收整形电路[18]和心电信号接收解调电路[19]，后三者之间信号依次传递；校验信号发送变换电路[11]包括脉冲信号产生器[21]、校验信号发送调制器[22]和校验信号发送放大器[23]，后三者之间信号依次传递。

4.如权利要求1所述的一种用手机传输数字信息的动态心电监护系统，其特征在于发送方的袖珍动态心电监护仪[1]中的手机[8]和接收方的医院心电信息接收系统[2]中的固定电话[9]可以灵活配置，即发送方和接收方均可为手机或均可为固定电话，或一方为手机另一方为固定电话。