十二導聯實時遠程心電監護系統的製作方法
2023-06-03 14:08:26
專利名稱：十二導聯實時遠程心電監護系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於醫療心電動態監護領域的實時遠程心電監護系統，尤其是一種十二導聯實時遠程心電監護系統。
背景技術：
目前動態心電監護已經成為醫療臨床上診斷、監測心臟疾病的常用方法，尤其是對心律失常、隱匿性冠心病和突發心臟事件的診斷和預報具有重要意義。近年來，國內、外已研製出了多種基於「Holter系統」的可攜式遠程心電監護設備/系統，遠程心電監護技術已經獲得了長足發展，使得動態心電監護的應用得到了普及和延伸。但現有的遠程心電監護系統仍存在著諸多需要解決的問題和缺陷(I)Holter系統(動態心電圖記錄回放系統)20世紀50年代，美國科學家Holter 首創了動態心電圖記錄裝置，可以長時間04-72小時)記錄病人正常生活狀態下的心電活動，監測患者應激狀態下的異常心電和隨機病理髮作，而且病人可以遠離醫院在家中進行心電數據記錄，但必須等到M小時檢測完畢後經過回放方能作出分析報告，不能迅速， 即時地獲得檢測結果，因此嚴重影響了診斷和即時治療。這是Holter的最大缺憾。因為 Holter不具備心電信號傳輸能力，從嚴格意義上講，只能算遠程監護系統的前端裝置。(2) TTM心電監護系統經電話傳送心電圖檢測的TTM (Transtelephonic ECG Monitoring)監護系統於20世紀70年代開始將應用於臨床。其基本原理是應用心電記錄儀將心電信號記錄並轉成聲頻信號，再通過電話將其傳送到監測中心，最後經數據機轉成心電圖信號。其核心是一個心電圖監護記錄單元和通訊單元，當用戶感到不適或監護單元發現心電不正常時可記錄下數秒到數分鐘的心電圖，通過電話經聲耦合的方式傳送到醫院。醫生在短時間內為患者提供診斷及治療意見，通過電話指導治療。臨床實踐證明，該系統不能實現實時監護，且容量小、易受幹擾、同步要求高等缺點。(3)遙測心電監護系統心電遙測監護系統一般可分為電話心電遙測和無線心電遙測。電話心電遙測是在心電採集器和心電接收器之間進行遙測，通過聲耦合把遙測的心電信號經電話線傳送到醫院的心電監護工作站。與Holter系統及TTM系統相比，電話心電遙測在心電監測的實時性上有所改進，但仍會限制病人的活動，且難以做到長期監護。無線電遙測由心電檢測單元和無線傳輸單元構成，心電檢測單元把檢測到的心電信號通過無線電方式發送到心電接收儀中，後者把心電信號傳送給PC機，由PC機對心電信號進行簡單的處理，識別常見的幾種心律失常，根據嚴重程度決定是否將心電圖上網傳給醫院。無線遙測心電監護可以讓病人在一定範圍內自由活動，而且心電信號能實時反映在遙測分析系統中， 雖然給病人帶來行動上的便利，但由於通訊，電視以及醫療電子儀器的廣泛應用，其抗幹擾能力差，甚至在某些場合無線遙測根本不能正常工作。這些缺點對遠程心電監護的實施和疾病的診斷產生許多不利的影響。(4)基於計算機網絡的遠程心電監護系統在基於計算機網絡的遠程心電監護系統中，通常由PC機來控制心電信號傳感器進行ECG的採集，然後再把ECG數據通過計算機網
3絡傳輸到醫院的心電監護工作站。前端的PC機可以對所採集到的心電信號進行實時處理、 報警和提示，也可以將心電數據部分或全部發送到醫院的心電監護中心進行進一步的分析和處理。但此系統也存在其固有的弊端系統的前端必須要有可以上網的PC機，否則該監護系統將無法使用。這使得監護系統的使用環境和用戶的活動範圍受限，也就無法科學、全面地對用戶在各種活動下的心電信號實施監護，從而不利於病情的診斷。廣東省科學院自動化工程研製中心錢衛明等在申請號為00117278. 6的發明專利申請中提出的心電監護網絡系統就屬於此類型。(5)基於移動通信的遠程心電監護系統為了保證患者的心電信號的準確性和科學性，遠程心電監護系統要求用戶在日常生活中保持一定的活動。移動通信能為用戶提供更大的活動範圍、更靈活的通訊方式，而且GSM/GPRS、CDMA數據傳輸速度以及通信質量都比較高，基於移動通訊技術的遠程心電監護越來越受人們重視，國內已經出現了多種此類心電監護系統，實現了通過GPRS數據傳輸心電數據，其前端機有單導聯、3導聯、6導聯和12 導聯幾種。單導聯、3導聯、6導聯的系統僅適用於心律失常的監測；而所有類型都存在著使用方法過於複雜，具有顯示功能的前端設備其顯示的心電圖形僅適合於專業技術人員查看；只能由患者憑感覺發送數據，與醫療單位的監護中心無交互性，對無症狀的心臟病變和在睡眠中的患者無法及時發送數據，可能影響及時的診斷的治療；由於存在以上主要缺陷， 限制了其在臨床中的使用和普及。哈爾濱工程大學趙國良在申請號為02259731. X的實用新型專利申請中提出的心電監護系統，是用手機傳輸心電數據，但其首先不是12導聯，只有胸前導聯，僅適用於心律失常的監測；其次，其傳輸的數據是將心電信號調製成聲頻信號後進行傳輸，接收端是由固定電話接收，再經過解調後送入計算機進行處理，傳輸數據的可靠性難以保證；其三在使用時須由患者自行操作設備並撥打接收端的固定電話，操作複雜，緊急情況下患者可能無法完成。上海吉量軟體科技有限公司魯巍峰等在申請號為03116539. 7的發明專利申請中提出的遠程心電監護系統，也不是12導聯，只有7個導聯，不能全面反映心電活動情況。其前端設備將心電信號採集和心電數據發送分做為二個設備，之間由藍牙進行數據交換，再由心電數據發送設備通過GSM/GPRS、CDMA移動通信網絡傳輸數據，攜帶不便，操作複雜，而且心電數據發送設備還具有心電圖顯示和處理等功能，相對於患者來說過於專業。中國醫科大學醫療器械研製中心張石等等在申請號為20081001M85.0的發明專利申請中提出的無線遠程心電監護系統，是12導聯，通過GSM/GPRS接入網際網路與監護中心進行數據傳輸，使用TCP/IP協議。可連續記錄M小時或更長的心電圖，並對心電圖進行分析、存儲和顯示，實現了遠程無線傳輸12導聯心電數據。但其對心電數據的發送須由患者按下發送鍵，且在發送時須停止對心電數據的採集，待發送完成後再重新啟動心電數據採集。對無症狀的心臟病變和在睡眠中的患者來說無法及時發送數據，而出現突發心臟事件時，患者也可能無法正確操作設備。
發明內容
本發明的目的和所要解決的是在克服上述現有技術的不足之處的基礎上，提供一種十二導聯實時遠程心電監護系統且由該系統完成接收並還原由可攜式心電監護儀發回CN 102215241 A
說明書
3/6頁 的心電數據並還原成心電圖，供監護人員進行分析並對所有監護對象及醫療單位進行分級管理，可確保監護數據的安全同時對所有監護數據進行管理、存儲，按權限級別隨時提供心電數據查詢服務的任務。為此，本發明解決所述問題的技術方案是一種十二導聯實時遠程心電監護系統， 其特徵在於，所述系統由心電監護中心與帶有心電圖儀、行動電話集成為一體的且具有心電數據採集單元、數據通訊單元和供電管理單元的可攜式心電監護儀構成，所述可攜式心電監護儀與所述心電監護中心之間由固定IP位址形成一個無線區域網，並與網際網路相聯， 所述可攜式心電監護儀與所述心電監護中心之間的數據通訊採用的是移動數據通訊協議。並且，所述的可攜式心電監護儀，其所述的心電數據採集單元是由採集十二導聯同步心電信號、且由十路心電信號組成的採集電路構成，所述採集電路所採集的人體心電信號送入所述心電數據採集單元後經模擬放大、共模抑制放大、濾波後進行A/D轉換成數位訊號並由所述心電數據採集單元的中心處理器進行實時壓縮後送所述的數據通訊單元發送。並且，所述的可攜式心電監護儀，其向所述數據通訊單元發送的心電數據至少包括三種方式一是由所述可攜式心電監護儀本體定時自動發送即時的心電數據，二是由使用者手動發送即時的心電數據，三是由所述可攜式心電監護儀本體連續長時間的發送實時心電數據。並且，所述的可攜式心電監護儀，其特徵在於所述心電監護儀開機並自檢後，首先完成撥號上網步驟，使其隨時處於在線狀態，以供使用者可以在任何時間通過向監護儀發出指令來調取實時的心電數據進行分析。優選的，所述的可攜式心電監護儀可以對採集的心電數據進行顯示和存儲或可以不對採集的心電數據進行顯示和存儲。並且，所述的可攜式心電監護儀，其本體上設置有GPS定位模塊。並且，所述的心電監護中心，是由網絡交換機、路由器、數據伺服器、數據存儲單元、計算機工作站和印表機設備構成，且進行網絡數據傳輸並提供網絡數據服務的數據中心經專用光纖與移動通訊服務提供商的中心機房和網際網路相聯，所述監護中心可以設立在醫療單位或任何地方並由心電監護技術人員遠程登錄監護中心網站對心電圖進行分析和管理。並且，所述的可攜式心電監護儀與所述的心電監護中心之間數據傳輸網絡包括3G 網絡。相比現有技術，本發明具有的積極效果是所述的可攜式心電監護儀(患者端) 是將心電圖儀與行動電話高度集成的電子設備，由電池供電，通過SIM卡(或UIM卡)，由 GPRS (或CDMA或3G)網絡傳輸數據。其效果體現在1.採集12導聯心電數據並實時發送，由本發明的可攜式心電監護儀能同時採集 12導聯心電信號，並進行同步的放大、濾波、數模轉換、數據壓縮並將心電數據實時發送回監護中心。2.具有多種發送模式，由本發明的可攜式心電監護儀對心電數據的發送具有多種方式，包括定時自動發送即時的心電數據、患者手動發送即時的心電數據、連續長時間發送實時心電數據。與其他完全需要患者手動發送的設備相比，不僅操作簡單方便，而且也避免了在心臟突發事件中，患者由於病情因素無法準確操作儀器而造成心電數據漏發。連續長
5時間發送是專為指導急救車中對患者進行救治而設的功能，為正確採取治療措施、贏得治療時間所必需。3. 24小時在線與監護中心交互，由本發明的可攜式心電監護儀的一個重要功能是設備開機自檢後，首先完成撥號上網動作，隨時處於在線狀態，監護醫生可以在任何時間通過向監護儀發出指令來調取實時的心電數據進行分析。這對了解高危人群的心電變化、對掌握監護患者病情的變化和治療效果都有非常重要的意義。尤其是心臟病的突發事件往往發生於夜晚和凌晨期間，監護醫生在這期間的主動提取實時的心電數據，可能為患者的及時救助提供寶貴的時間。4.可以實現精確定位，由本發明的可攜式心電監護儀可以根據需要加裝GPS全球定位模塊，對重點監護對象進行精確定位管理，在突發心臟事件時，監護中心可以直接與醫療單位的的急救中心聯繫，指導醫護人員快速、準確地到達患者身邊進行救治。5.可以接收緊急呼叫，由本發明的可攜式心電監護儀具備了接聽電話的功能，當監護對象發生心臟突發事件時，可以通過儀器自帶的蜂鳴器呼叫監護對象接聽電話、接受監護醫生的指導用藥或採取自救措施。6.操作簡便，由本發明的可攜式心電監護儀操作簡便，除心電電極的定位和連接外，使用者只需要打開電源開關即可。7.本發明的可攜式心電監護儀(患者端)與心電監護中心之間由固定IP位址形成一個無線區域網，並與網際網路相聯，構成12導聯實時心電監護系統。可攜式心電監護儀 (患者端)與心電監護中心之間通過移動數據傳輸協議進行數據傳輸。8.本發明的可攜式心電監護儀(患者端)與心電監護中心之間數據傳輸網路包括了 3G網絡，從而使服務領域及內容有了海量功能的保證。
圖1是本發明涉及的十二導聯實時遠程心電監護系統的結構示意圖；圖2是本發明涉及的可攜式心電監護儀結構示意圖；圖3是本發明涉及的可攜式心電監護儀工作模式圖。圖中圖1中的GI3RS網絡也可以是⑶MA網絡或3G通訊網絡。
具體實施例方式結合以上附圖，本發明是一種十二導聯實時遠程心電監護系統，其中，所述系統由心電監護中心與帶有心電圖儀、行動電話集成為一體的且具有心電數據採集單元、數據通訊單元和供電管理單元的可攜式心電監護儀構成，所述可攜式心電監護儀與所述心電監護中心之間由固定IP位址形成一個無線區域網，並與網際網路相聯，所述可攜式心電監護儀與所述心電監護中心之間的數據通訊採用的是移動數據通訊協議。並且，所述的可攜式心電監護儀，其所述的心電數據採集單元是由採集十二導聯同步心電信號、且由十路心電信號組成的採集電路構成，所述採集電路所採集的人體心電信號送入所述心電數據採集單元後經模擬放大、共模抑制放大、濾波後進行A/D轉換成數位訊號並由所述心電數據採集單元的中心處理器進行實時壓縮後送所述的數據通訊單元發送。
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並且，所述的可攜式心電監護儀，其向所述數據通訊單元發送的心電數據至少包括三種方式一是由所述可攜式心電監護儀本體定時自動發送即時的心電數據，二是由使用者手動發送即時的心電數據，三是由所述可攜式心電監護儀本體連續長時間的發送實時心電數據。並且，所述的可攜式心電監護儀，其特徵在於所述心電監護儀開機並自檢後，首先完成撥號上網步驟，使其隨時處於在線狀態，以供使用者可以在任何時間通過向監護儀發出指令來調取實時的心電數據進行分析。優選的，所述的可攜式心電監護儀可以對採集的心電數據進行顯示和存儲或可以不對採集的心電數據進行顯示和存儲。並且，所述的可攜式心電監護儀，其本體上設置有GPS定位模塊。並且，所述的心電監護中心，是由網絡交換機、路由器、數據伺服器、數據存儲單元、計算機工作站和印表機設備構成，且進行網絡數據傳輸並提供網絡數據服務的數據中心經專用光纖與移動通訊服務提供商的中心機房和網際網路相聯，所述監護中心可以設立在醫療單位或任何地方並由心電監護技術人員遠程登錄監護中心網站對心電圖進行分析和管理。並且，所述的可攜式心電監護儀與所述的心電監護中心之間數據傳輸網絡包括3G 網絡。具體地說，本發明是由心電監護中心和可攜式心電監護儀(患者端)構成的。其中的佩戴在患者身上的可攜式心電監護儀是心電圖儀與行動電話高度集成的電子設備，其可以分為心電數據採集處理單元、數據通訊單元和供電管理單元。心電數據採集單元可以採集12導聯同步心電信號，由標準的10路心電信號採集電路組成。人體心電信號經貼附於體表的心電電極和10路12導聯線送入心電數據採集單元，經模擬放大、共模抑制放大、濾波後進行A/D轉換成數位訊號，由中心處理器進行實時壓縮後送數據通訊單元發送。所述數據通訊單元包括GSM/GPRS或CDMA通訊模塊或3G通訊模塊、SIM卡或UIM 卡座、天線、蜂鳴器和耳麥插座。供電管理單元將電池電壓升至5V、3.3V工作電壓。而心電監護中心則是由網絡交換機、路由器、數據伺服器、數據存儲單元、計算機工作站和印表機等設備組成的、能進行網絡數據傳輸並提供網絡數據服務的數據中心，經專用光纖與移動通訊服務提供商的中心機房和網際網路相聯。監護中心可以設立在醫療單位或任何地方，心電監護技術人員遠程登錄監護中心網站對心電圖進行分析和管理。再述並如圖1所示，由於本發明的12導聯實時遠程心電監護系統是由心電監護中心和可攜式心電監護儀組成，心電監護中心是由網絡交換機、路由器、數據伺服器、數據存儲單元、計算機工作站和印表機等設備組成的、能進行網絡數據傳輸並提供網絡數據服務的數據中心，經專用光纖與移動通訊服務提供商的中心機房和網際網路相聯。這樣一來監護中心就可以設立在醫療單位或任何地方。而心電監護中心與可攜式心電監護儀由固定IP 組成無線區域網，採用移動數據協議傳輸數據，可攜式心電監護儀採集的是12導聯同步心電信號，通過心電電極片和標準10路12導聯線與人體相連。因為本發明的可攜式心電監護儀的心電數據採集單元可以採集12導聯同步心電信號，由標準的10路心電信號採集電路組成。所以當人體心電信號經貼附於體表的心電電極和10路12導聯線送入心電數據採集單元後，信號經模擬放大電路後進入共模抑制放大電路，除掉由化學半電池電位產生的直流電壓，信號進入濾波電路，先濾除遠大於IOOHz的
7空間射頻幹擾，再濾除50Hz工頻幹擾，然後信號進入中心處理器，進行A/D轉換成數位訊號，由中心處理器進行實時壓縮後送數據通訊單元。發送單元的發送動作分別為監護對象自行觸發、監護中心指令調取和中心處理器指令發送。每次監護對象自行觸發或發送指令發送，數據通訊單元都可以按預先設置的參數向監護中心發送固定時長的實時心電數據或連續不斷的實時心電數據。 所以可攜式心電監護儀發送的實時心電數據是通過無線區域網傳輸，且首先按一定的格式進入監護中心的伺服器的資料庫，並激活實時監護狀態，專業監護人員登錄監護中心網站查閱監護對象的心電數據時，伺服器首先對數據進行解壓縮，使之還原為數字心電圖信號並在監護工作站上顯示，供監護人員判讀。以下是系統使用的步驟
一，可攜式心電監護儀按以下步驟運行，直到關機
1.接通電源；
2.供電管理模塊開始工作，設備進行自檢；
3.系統初始化；
4.完成撥號上網動作，處於「在線」狀態；
5.啟動心電數據採集處理模塊；
6.等待並響應監護對象觸發發送鍵，調用數據通訊模塊發送心電數據；
7.接受中心處理器指令，調用數據通訊模塊發送心電數據；
8.接受心電監護中心指令，調用數據通訊模塊發送心電數據；
9.接受心電監護中心指令，調用數據通訊模塊實施緊急呼叫；
10.電池電量不足時，供電管理模塊發出警示信號；
11.切斷電源關閉系統或電量不足時自行關閉系統。
._·，監護中心伺服器按以下步驟運行
1.接收心電數據，並按一定的格式存入指定地址；
2.通知監護工作站監護人員處理接收到的心電數據，進入實時監護狀態；
3.響應監護工作站調用數據指令並將數據解壓縮；
4.在工作站計算機上顯示指定的心電圖供監護人員判讀；
5.接受監護人員對心電圖診斷意見的存儲指令，並提供心電圖、心電診斷報告列印服務。
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權利要求
1.一種十二導聯實時遠程心電監護系統，其特徵在於，所述系統由心電監護中心與帶有心電圖儀、行動電話集成為一體的且具有心電數據採集單元、數據通訊單元和供電管理單元的可攜式心電監護儀構成，所述可攜式心電監護儀與所述心電監護中心之間由固定IP 地址形成一個無線區域網，並與網際網路相聯，所述可攜式心電監護儀與所述心電監護中心之間的數據通訊採用的是移動數據通訊協議。
2.根據權利要求1所述的十二導聯實時遠程心電監護系統，其特徵在於，所述的可攜式心電監護儀，其所述的心電數據採集單元是由採集十二導聯同步心電信號、且由十路心電信號組成的採集電路構成，所述採集電路所採集的人體心電信號送入所述心電數據採集單元後經模擬放大、共模抑制放大、濾波後進行A/D轉換成數位訊號並由所述心電數據採集單元的中心處理器進行實時壓縮後送所述的數據通訊單元發送。
3.根據權利要求1或2所述的十二導聯實時遠程心電監護系統，其特徵在於，所述的可攜式心電監護儀，其向所述數據通訊單元發送的心電數據至少包括三種方式一是由所述可攜式心電監護儀本體定時自動發送即時的心電數據，二是由使用者手動發送即時的心電數據，三是由所述可攜式心電監護儀本體連續長時間的發送實時心電數據。
4.根據權利要求1所述的十二導聯實時遠程心電監護系統，其特徵在於，所述的可攜式心電監護儀，其特徵在於所述心電監護儀開機並自檢後，首先完成撥號上網步驟，使其隨時處於在線狀態，以供使用者可以在任何時間通過向監護儀發出指令來調取實時的心電數據進行分析。
5.根據權利要求1所述的十二導聯實時遠程心電監護系統，其特徵在於，所述的可攜式心電監護儀可以對採集的心電數據進行顯示和存儲或可以不對採集的心電數據進行顯示和存儲。
6.根據權利要求1所述的十二導聯實時遠程心電監護系統，其特徵在於，所述的可攜式心電監護儀，其本體上設置有GPS定位模塊。
7.根據權利要求1所述的十二導聯實時遠程心電監護系統，其特徵在於，所述的心電監護中心，是由網絡交換機、路由器、數據伺服器、數據存儲單元、計算機工作站和印表機設備構成，且進行網絡數據傳輸並提供網絡數據服務的數據中心經專用光纖與移動通訊服務提供商的中心機房和網際網路相聯，所述監護中心可以設立在醫療單位或任何地方並由心電監護技術人員遠程登錄監護中心網站對心電圖進行分析和管理。
8.根據權利要求1所述的十二導聯實時遠程心電監護系統，其特徵在於，所述的可攜式心電監護儀與所述的心電監護中心之間數據傳輸網絡包括3G網絡。
全文摘要
本發明公開了一種十二導聯實時遠程心電監護系統，屬於醫療監護設備，由由心電監護中心和可攜式心電監護儀(患者端)組成。所述可攜式心電監護儀(患者端)主要由心電數據採集處理單元、數據通訊單元和供電管理單元組成。心電數據採集單元可以採集12導聯同步心電信號，由標準的10路心電信號採集電路組成。人體心電信號經貼附於體表的心電電極和10路12導聯線送入心電數據採集單元，經模擬放大、共模抑制放大、濾波後進行A/D轉換成數位訊號，由中心處理器進行實時壓縮後送數據通訊單元發送到心電監護中心，供監護人員進行分析。本發明所述可攜式心電監護儀體積小、集成度高、智能化高、性能可靠、操作簡便，可以獲取臨床所需的實時心電數據。
文檔編號H04W84/12GK102215241SQ20101014229
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者周徑羽 申請人:周徑羽