1 引言

　　心血管疾病是現(xiàn)代工業(yè)社會中對人類生命威脅最大的疾病,我國城鎮(zhèn)中現(xiàn)有4000多萬冠心病患者。由于心臟疾病發(fā)病時具有很大的突然性,失去了寶貴的早期診斷救治時間,導(dǎo)致疾病進(jìn)入晚期,甚至當(dāng)場發(fā)生心臟猝死,造成高額醫(yī)療費用,給社會和個人家庭帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此日常的心臟監(jiān)護(hù)就成為保證病人生命安全的重要手段,通過日常監(jiān)護(hù)預(yù)先發(fā)現(xiàn)異常征兆,及時給予救治。

　　清華大學(xué)深圳研究生院嵌入式系統(tǒng)與技術(shù)實驗室開發(fā)了一套遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng),實現(xiàn)對心臟病人心電信號(ECG)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和護(hù)理。該方案融合了信號采集、數(shù)據(jù)傳輸(GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、Internet網(wǎng)絡(luò))、心電信號計算機分析與心電醫(yī)療理論、PDA移動計算技術(shù)、數(shù)據(jù)庫等各種技術(shù),能夠很好地滿足醫(yī)院和患者對心電信號遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)的要求。

　　患者在家中或者外出都可以佩戴心臟監(jiān)護(hù)儀,隨時可以將心電圖數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到醫(yī)院的監(jiān)護(hù)中心,或者醫(yī)生使用PDA在現(xiàn)場采集患者的心電數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷。監(jiān)護(hù)中心的醫(yī)生實時地得到病人的心電圖數(shù)據(jù),診斷以后再通過短消息將診斷結(jié)果通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至病人的移動心臟監(jiān)護(hù)儀。隨著新的應(yīng)用服務(wù)提供商(ApplICaTIon Services Provider,ASP)模式的興起,遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)通過構(gòu)建運行平臺和應(yīng)用軟件系統(tǒng),以ASP模式運營,可以作為未來數(shù)字化醫(yī)院、遠(yuǎn)程醫(yī)療、社會/社區(qū)疾病保障的一項服務(wù)內(nèi)容。本文將對我們整套遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

　　2 遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

　　遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1。整個系統(tǒng)分為三個部分:移動監(jiān)護(hù)儀前端、醫(yī)用PDA、醫(yī)院中央服務(wù)器。移動監(jiān)護(hù)儀用于患者病人的數(shù)據(jù)采集與發(fā)送,心電信息的簡易處理與顯示;醫(yī)生使用的PDA移動監(jiān)護(hù)設(shè)備,具有接收患者心電信號數(shù)據(jù)和接收醫(yī)院中央服務(wù)器數(shù)據(jù)的功能,并能對信號做一定的分析與處理;醫(yī)院中央服務(wù)器負(fù)責(zé)整個心電信息管理系統(tǒng),接收患者心電信號數(shù)據(jù),調(diào)度醫(yī)生PDA,心電信號的全面檢測和分析,負(fù)責(zé)與醫(yī)用管理信息系統(tǒng)MIS的鏈接。

　　遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

　　用戶端的移動監(jiān)護(hù)儀單機測量得到患者的心臟電生理信號,通過GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)结t(yī)院中央心電信息處理系統(tǒng),或者傳輸?shù)阶约簩籴t(yī)生的PDA上,或者通過藍(lán)牙無線傳輸?shù)浆F(xiàn)場醫(yī)生的PDA上。醫(yī)院中央心電信息處理系統(tǒng)接收患者的數(shù)據(jù)接入請求,調(diào)度醫(yī)生的工作,為各個醫(yī)生分配患者, 將相應(yīng)患者的心電圖處理數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)生PDA中。醫(yī)院中央心電信息處理系統(tǒng)還負(fù)責(zé)維護(hù)心電病歷數(shù)據(jù)庫,并鏈接醫(yī)院醫(yī)用管理信息系統(tǒng)MIS。

　　相對于醫(yī)院中央心電信息處理系統(tǒng),醫(yī)用PDA是一個小型的移動心電信息處理平臺,PDA也具有信號數(shù)據(jù)接收和分析處理的功能。醫(yī)生在接到醫(yī)院中央心電處理系統(tǒng)的調(diào)度信息后,遠(yuǎn)程診斷患者的病情,根據(jù)情況去患者現(xiàn)場實地就診;或者PDA直接通過GPRS遠(yuǎn)程接收自己專屬患者的心電數(shù)據(jù),也可通過藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)現(xiàn)場接收患者的心電數(shù)據(jù),直接在PDA上做心電圖自動分析檢測和診斷。

　　3 移動監(jiān)護(hù)儀的軟件

　　移動監(jiān)護(hù)儀實時采集用戶的ECG(心電信號),當(dāng)用戶心臟出現(xiàn)異常狀況時會自動報警并通過GPRS方式或者藍(lán)牙將用戶ECG數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)院中央心電信息處理系統(tǒng)或者醫(yī)生PDA。移動監(jiān)護(hù)儀的硬件由下列部分組成:ECG信號采集模塊、主控CPUPIC、GSM/GPRS模塊WISMO Q2406、Flash存儲器、LCD顯示屏。

　　移動監(jiān)護(hù)儀前端軟件流程圖如圖2,總共實現(xiàn)9個軟件模塊的工作:數(shù)據(jù)采集、ECG信號簡單的數(shù)字濾波、ECG信號簡單的檢測和識別、ECG數(shù)據(jù)壓縮、ECG數(shù)據(jù)包封裝、Flash文件系統(tǒng)、USB驅(qū)動、GPRS或藍(lán)牙收發(fā)模塊、LCD顯示模塊。

　　CPU將采樣數(shù)據(jù)ECG信號放入RAM區(qū)中的FIFO中,對信號做一些簡單的檢測識別,主要是:心律失常分析(心率、竇性心動過速、竇性心動過緩、室性期前收縮PVC、房性前收縮APC、漏搏與停搏),為報警提供依據(jù);ST段分析,先定位R波,然后確定ST段的電平和斜率。監(jiān)護(hù)儀的LCD上顯示的內(nèi)容包括:簡單的ECG分析結(jié)果(心率、心律失常分析結(jié)果、ST段電壓、QRS波群時間與振幅等),日期時間,系統(tǒng)狀態(tài)(報警是否有聲,電池電量,當(dāng)前是否在記錄及發(fā)送等)。單片機PIC主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、噪聲濾波、信號分析;WISMOQ2406主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)打包、數(shù)據(jù)發(fā)送。

　　移動監(jiān)護(hù)儀前端軟件流程圖