远程心电监测系统2012052121
远程无线心电监护系统的软件设计
图 3 主程序流程图
初始化是通过 SCI 串口向 SIM300 模块输入 AT 指令， 然后根据串口接收的返回值来完成，具体流程如图 4 所示。
图 2 系统样机测试
3 系统软件设计与实现
远程心电监护系统软件包括两部分： 监护终端软
件和远程服务器监护软件。监护终端软件即为单片机
软件，主要是完成心电信号数据的采集控制、A / D 转
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电子·电路
制寄存器发出转换命令，即可实现 A / D 转换。
施敏敏，等： 远程无线心电监护系统的软件设计
示主要包括心电信号波形显示、检测结果显示以及报 警显示。
图 7 心电信号监护系统的前面板
图 5 心电数据采集程序流程图
心电信号波形显示的是从串口接收到的心电信号 数据，经过转换后的心电曲线。医院中心监测站的工
换、发送等功能； 远程服务器监护软件则是医院监测中
心的计算机 软 件，主 要 完 成 心 电 信 号 数 据 的 接 收、显 示、存储及报警等功能［5］。
3. 1 单片机程序
单片机不仅要完成系统初始化设置，还要完成单
片机的工作控制、无线传输控制等。为便于程序的调
试、连接和修改，设计时分成 3 个模块： （ 1） 单片机主 程序模块： 初始化心电信号监护系统终端的各个模块，
收稿日期： 2012-07-24 作者简介： 施 敏 敏 （ 1982—） ，女，硕 士，讲 师。研 究 方 向： 电子与通信。
一步的处理和分析，给出诊断意见，为患者的治疗提供 实时的远程指导； 对一些突发病情，可以赢得宝贵的抢 救时间［3］。
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远程心电监护系统介绍
远程心电监护系统
一、远程心电监护系统
远程心电监护系统利用利用现代无线通讯技术与医学科技相结合，客户使用“心博士”R远程心电监测仪随时随地采集心电图信息，借助无线通讯网络，将心电图数据发送到远程心电监测中心，由专业人员进行分析、记录和反馈，为客户心脏健康管理提供科学依据。
实现对用户心电数据的远程实时监测，具有随时随地、操作方便、及时回复、监测准确的特点，可以为广大亚健康人群、心血管疾病高危人群和心脏病患者提供日常的心脏保健服务和病情监测预警，利于心脏病早发现、早诊断、早治疗，对于心血管疾病的预防、控制具有重要意义。
该平台监护流程如下图所示：
二、远程心电监护系统提供服务
三、远程心电监护系统产品
1.客户端产品：
2.医生工作平台。
远程心电监护系统
使用特定的编码技术，如R-R间期编 码或波形编码，对压缩后的心电数据 进行编码，以便在远程传输过程中保 持数据的完整性和准确性。
无线通信协议选择与优化
协议选择
根据应用需求和场景选择合适的无线通信协议，如蓝牙、Wi-Fi、LoRa或NBIoT等，以确保数据的可靠传输和实时性。
协议优化
针对所选协议进行参数优化和配置调整，如调整发射功率、数据速率、重传机 制等，以适应不同环境和网络条件，提高数据传输的稳定性和效率。
执行测试用例
按照测试计划，逐一执行测试用例并记录测 试结果。
性能指标评估方法
响应时间
评估系统对用户请求的响应时间，包括数据 传输、处理和显示等环节。
稳定性
评估系统在长时间运行和大量数据处理时的 稳定性和可靠性。
数据准确性
评估系统采集、传输和处理心电数据的准确 性，以及异常情况的识别能力。
易用性
评估系统的用户界面设计、操作流程和文档 等方面的易用性。
分类标准
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性能评估
根据心律失常的类型和严重程度， 制定相应的分类标准，如室性早 搏、房性早搏、房颤等。
通过灵敏度、特异度、准确率等 指标评估心律失常识别算法的性 能。
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数据传输与通信
数据压缩与编码技术
数据压缩
采用高效的数据压缩算法，如差分脉 冲编码调制（DPCM）或变换编码， 以减少原始心电数据的大小，从而降 低传输带宽和存储需求。
用户界面与交互
开发友好的用户界面，方便医护人员 查看实时监测数据、历史数据和诊断 结果，提供必要的操作功能。
数据库管理与维护
数据库设计
根据心电数据类型和业务需求，设计合理的 数据库表结构和索引策略。
远程心电监护
远程心电监护远程心电监护系统的整体功能是监护病人的心率异常情况，如果检测心率异常则通过gPsone 获取病人位置信息并通过CDMA 传输到医院监护中心，或者连接到个人PC 机，然后通过Internet 网传输到医院监护中心。
因此，远程心电监护系统可以从心电监护部分、定位及数据传输部分、监护中心服务器三个部分来设计。
系统整体结构如图所示。
(1)心电监护终端。
采集人体心电信号并对信号进行分析;(2)定位及数据传输模块。
实现对病人的准确定位和对数据的远程传输，当心电监护终端检测心率异常时就把数据传输到该模块。
（3）Boa 服务器，即个人PC 机，病人可以将采集到的心电信息由Boa 服务器通过Internet 传输到医院监护中心(4)中心服务器。
远程接收心电数据由医生或专家进一步分析决定治疗方案，并对监护终端进行远程控制一．心电监护终端硬件设计人体心电信号经过采集电路处理后，得到稳定且可供S3C2440采集的信号，并保存、显示在终端设备上，通过CDMA 模块实现定位并发送数据，或者家庭PC 机(本地服务器)控制终端设备，实现数据回传，最后医院监护中心通过浏览器模式登陆到家庭PC 机服务器后，便可对病人的心电信号进行查看并控制等，实现真正意义上的“远程现场模拟诊断”。
心电处理电路输入缓冲电路电极从体表采集心电信号，经导联线传到输入缓冲电路，该输入缓冲电路为电压跟随器。
该电路的特点是输入阻抗很高，而输出阻抗很低，便于和后级放大器匹配。
该电路的作用是将人体与前端放大电路隔离、提高输入阻抗、稳定输入信号、提高实际的共模抑制比、充分发挥AD620的性能。
电路如图所示。
电路中电阻R16的作用是能与人体阻抗匹配，人体阻抗大小在500k 以上，取R16=I00K 。
导联选择电路输入缓冲电路的输出信号经导联选择电路进行导联选择。
导联选择电路由威尔逊网络和多路开关集成电路构成。
威尔逊网络是用9个电阻组成的平衡电阻网络。
6个20K 电阻组成三角形，如图中电阻R24、R25、R27、R34、R35、R36。
远程心电监护系统
远程心电监护系统可以应用于家庭、社区、医院 等多个场景，满足不同人群的需求。
远程心电监护系统的功能
实时监测：实时监测患者的心电数据，及
01
时发现异常情况
远程传输：将患者的心电数据实时传输到 02 医生端，方便医生远程诊断
报警功能：当患者的心电数据出现异常时， 03 系统会自动报警，提醒医生和患者注意
01
远程传输：可以将 心电数据实时传输 到医生端，方便医 生及时诊断
02
04
存储功能：可以将 心电数据存储起来， 方便医生随时查看 和分析
03
自动报警：当发现 异常情况时，系统 会自动报警，提醒 医生和患者注意
远程诊断
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
实时监测：远程心 电监护系统可以实 时监测患者的心电 数据，及时发现异 常情况。
远程诊断：医生可 以通过远程心电监 护系统对患者的心 电数据进行分析， 做出诊断，并给出 治疗建议。
节省时间：远程心 电监护系统可以节 省患者和医生的时 间，提高诊断效率。
提高诊断准确性： 远程心电监护系统 可以提供更准确的 心电数据，提高诊 断准确性。
提高效率
实时监测：远程心电监护系统可以实时监测 患者的心电数据，提高诊断效率。
2
硬件设备
心电图机：用 于采集患者的
心电信号
传输设备：将 心电信号传输 到远程监控中
心
显示设备：显 示心电信号和
诊断结果
存储设备：存 储心电信号和 诊断结果，便 于查询和回顾
软件系统
01
远程心电监护系统软件：用于实时监测、分析和存储心电数据
一种无线远程多用户心电监护系统[实用新型专利]
![一种无线远程多用户心电监护系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c36354cdccbff121dc3683aa.png)
专利名称：一种无线远程多用户心电监护系统专利类型：实用新型专利
发明人：段吉海,郝强宇,蓝创,熊纯,徐卫林,韦保林申请号：CN201420663764.4
申请日：20141107
公开号：CN204192611U
公开日：
20150311
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开一种无线远程多用户心电监护系统，其系统主要由远程监护站、本地接收端和至少一个便携式心电监护仪组成。
便携式心电监护仪对用户进行实时心电监测，获得用户实时心电信号。
本地接收端接收便携式心电监护仪的所测心电数据，并对其进行自动诊断分析，出现异常时会发出声音和短信报警。
同时，本地接收端可将数据通过互联网传送到远程监护站，对所测心电数据进行人为诊断分析，实现远程实时监护。
本实用新型能够随时随地监控用户的心电信号，并实时进行初步诊断，为及时治疗提供保证；这样可以对病人进行远程诊断，提前预警，为病人争取治疗时间，减小病情偶然性和突发性带来的危险。
申请人：桂林电子科技大学
地址：541004 广西壮族自治区桂林市金鸡路1号
国籍：CN
代理机构：桂林市持衡专利商标事务所有限公司
代理人：陈跃琳
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城市
农村
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心脑血管事件是中国首要死亡原因
2002年中国
因心脏病死亡人数为70.3万人 全球第2
因卒中死亡人数为165.3万人 全球第1
WHO统计数据, http://www.who.int/en/
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以时间计算
不到10秒钟就有一个中
国人发生心血管疾病 每15秒有一个中国人死 于心血管疾病
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中心配置
心电专业工作人员负责分析处理心电信息。 24小时全日制值班制度，分白班和夜班轮班执勤。 仪器设备包括电脑、互联网、短信猫、网络服务器。
Holter记录仪、导联线、皮套、背带、电极片、蓄电池。 专业软件包括远程心电服务程序、远程心电监测程序、 动态心电分析程序、QQ2012。 技术支持单位是新天高科技术有限公司，负责设备硬件、 软件和网络维护。
电图分析工作完成升级，启动试运行。 2012年3月，试运行联网医院5家，包括陕西渭 南人民医院。
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心血管科病房
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概 念
远程心电中心的工作包括两部分内容：利用通讯网
络实施远程心电监测和利用互联网络实施动态心电 分析。 远程心电监测利用通讯网实时监测患者心电事件， 及时分析后短信回复报告，协助联网医院完成急性 心血管事件抢救工作。 通过互联网接收同步十二导联动态心电记录结果， 及时分析后QQ回复报告，协助网络医院完成心血 管病的日常诊治工作。
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系统工作原理
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社会效益分析
国家医疗改革方案中已明确了“积极发展面
向农村及边远地区的远程医疗”的政策 可开展远程会诊 实时监测病人的心电信息，及时发现患病或 猝死先兆，迅速启动有效干预措施
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社会效益分析
实现技术支撑下沉、服务下沉，提高基层医
院心电诊断水平，培育基层医院心电技术力 量。 提高基层医院服务能力。 减少医疗风险。
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动态心电图的临床地位
诊断缺血性心脏病：DCG连续监测12导联ECG，
对心肌缺血的检出率高，还可进行定位诊断，尤其 症状不典型的心肌缺血。心肌梗死或无症状心肌缺 血具有无可代替的临床价值。ST-T改变与时间同步 的活动相关分析，有助于判断其心肌缺血的类型和 选择药物。还能检出心肌缺血时伴随的心律失常类 型及频率，以及预测发生心源性猝死的可能性，便 于及早采取防治措施。 检测人工心脏起搏器：监测患者在活动或休息时的 起搏心电图变化，了解起搏器的脉冲发放与感知功 能，以及有无心律失常的发生。
联网医院可以选择购置或租赁的相关设备：
Holter套装包括记录仪、导联线、皮套、背带、 电极片（耗材）、蓄电池。
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系统配置
终端机
打印机 专业软件 杀毒软件
涵盖了传统的24小时动态心电图（holter）功能
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运行模式
远程中心通过专业软件程序创建联网医院，
全天候实施远程心电监测工作和动态心电图 分析工作。 联网医院建立电脑网络工作平台，安排值班 人员负责带机、创建患者信息、及时接收回 复报告并处理患者相关心电事件。
远程心电监测系统
河南中医学院第一附属医院心血管科 刘新灿
1
随着人类文明的进步…
生活方式发生了巨大的变化
“现代文明病”，提别是以“动脉硬化为基础心2 脑血管病”应运而生，并且愈“演”愈烈
心血管疾病流行病学现状
过去40年里，心血管病死亡率在世界范围内
发生了很大的变化。除东欧各国外， 总心血 管病死亡率，无论缺血性心脏病或是脑卒中 在西方各国都有显著下降。
19
中国居民健康现状
3亿成年男性吸烟 1.6亿成人患高血压
2亿人超重和肥胖
城市20% 7-17岁儿童超重
1.6亿成人血脂异常
2,346万糖尿病患者，
1,715万空腹血糖受损者
（卫生部、科技部、国家统 20 计局）
心血管疾病临床特征
病情凶险而复杂，具有突发性、致命性。
很多心血管急症，如及时发现可抢救成功。 很多心血管疾病，完全可防可控。
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经济效益分析
乡镇卫生院不需要购买达10多万元全套动态心电图
设备，即可实现高质量心电诊断。节约卫生经费。 经济收入： 病人每做一次检查可以收费内容与数目有： 动态心电图（县级医院收费标准）84元/人次。+心 电监测电话传输（县级医院收费标准）65元/人次。 +心率变异分析（县级医院收费标准）56元/人次； 共205元/人次，下浮10%即是乡医院收费标准184.5 元/人次.
21
心血管疾病与医疗安全
心血管疾病是导致医疗纠纷的常见原因。
22
心血管疾病社区管理
心血管病防治：
全人群策略 高危策略 大量的心血管病流行病学研究结果表明在这 两种相辅的策略中应以人群策略为主。
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社区冠心病的优化治疗方案与诊治路径
早期一级预防
SA
ACS
长期二级预防 管理
AS进展期
斑块形成
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心血管疾病急性事件的预警意义
1994年美国心肺血研究所所长所作的心血管病流行
病学和预防研究工作报告中指出预防应视为一系列 过程：从防止造成危险行为，预防危险因素上升， 到防止疾病发生进展，到预防急性发作和过早死亡。 也就是从原始预防到一级预 防，二级预防，三级预 防，整个过程都要贯穿预防为主的精神，即便到了 临床治疗的阶段， 也要将降低急性发作，降低致残 率和死亡危险视为病人治疗的重要组成部分。
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郑州新天高科技有限公司
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远程心电监测网络
地市级医院 河南中医学 院第一附属 医院
县级医院
乡镇医院
社区服务站 监测中心
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远程心电监测仪
12导联同步 自动发送异常心电图片段 手动发送异常心电图片段
实时监测
自动存储 循环存储 动态心电分析
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产品比较
产品名 称 遥测心 电 优点 缺点 空间距离有 限 不能实时传 输 只能回顾分 析 ？
单导联，连续显示
动态心 电
多导联，全天存储
远程监 测
实时监测，远程传 送
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服务对象
不具备远程心电监测条件的社会医院。
不具备动态心电分析条件的社会医院。
覆盖范围包括通讯网络可以涉及的所有地区，
尤其是基层医院和社区医院。
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实施方案
联网医院需要配置的工作平台：电脑、互联
网、专业软件、QQ程序。
心电图检查：
静息心电图：所有拟诊心绞痛患者均应做12导联心电图，正常不能排除冠心病心绞痛， 发作心电图：如果有ST-T改变符合心肌缺血时（ST段压低≥0.1mV），则支持心绞痛的诊断。缓 解后心电图恢复。 心电图负荷试验 动态心电图
静息超声心动图，SPECT 多层CT或电子束CT冠脉成像 有创检查：冠脉造影（特异性诊断）
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经济效益分析
每年每各医院两个终端计算：
184.5*30*2*10=110700元/年 运行中的消耗：电极片0.5元/个，每次需要 10个，共5元，每年3000元。纸张少许。
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为人民健康服务
谢谢
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动态心电图的临床地位
心律失常：检出隐匿性心律失常、监测快速性心律
失常、观察缓慢性心律失常、判断不同类型异位节 律或传导阻滞、评价抗心律失常药物的疗效 发现猝死的潜在危险因素：最常见原因是室速或室 颤，发生前常有心电活动不稳的室性心律失常，仅 能依靠DCG才易发现其发生规律。对可能发生猝死 的二尖瓣脱垂、肥厚性或扩张性心肌病、Q-T延长 综合征和J波综合征等，DCG可及时并比较全面地 发现猝死危险,有助于及时采取有力治疗措施
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心血管疾病急性事件的预警意义
很多情况下急性心血管疾病发生前往往有先
兆。 “时间就是心脏，时间就是生命”。大部分 心脏原因导致的猝死是室颤。而室颤一旦发 生，时间每延长一分钟，抢救成功率下降 10%。及时发现，病人生命可以得到挽救。
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心电图是心血管疾病常规辅助检查
生化检查：
血糖、血脂四项，血常规* 其它：心肌损伤标志物
脑血管病 冠心病
2006年城市居民冠心病死亡 占所有心脏病死亡的69%
150 135 120 105 90 75 60 45 30 15 0
标化死亡率(1/10万)
2006
冠心病死亡 69%
1985 1990 1995 2000 2005
(年)
《中国心血管病报告2005》 5 《中国心血管病报告2007》
《中国心血管病报告2010》
17
人的自然寿命有多长?
120岁
！
0-60 第一春天 播种耕耘的春天 61-120 第二春天 金色收获的春天
为什么现实中病理死亡取代了生理凋亡
18
• 40多岁糖尿病,
• 50多岁冠心病. • 60多岁脑卒中
•社会平均寿命70岁,提前生病,提前衰
老,提前死亡,甚至小学生患了高血压.
3
心血管疾病流行病学现状
在中国、印度等发展中国家则呈爆发流行，
心血管病已经成为威胁人民健康的头号杀手， 发病率和死亡率逐年上升。尤其是猝死现象 也呈上升趋势，对于青中年猝死和中老年猝 死问题，是全社会面临的最大难题和挑战。
4
冠心病是心血管死亡的重要原因
中国心血管病死亡率呈上升趋势 冠心病为第二位定型 心绞痛
ACS 猝死
危险因素控制 抗血小板，抗动脉硬化 抑制心肌重构
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心血管疾病预防的重要性
近10年来，心血管病流行病学对预防心脏病