未来智库 > 物联网论文 > 【物联网环境下远程心电监护系统设计】
    关键词:心电监护;物联网;心血管疾病防治
    DOIDOI:10.11907/rjdk.1511040
    中图分类号:TP319
    文献标识码:A 文章编号文章编号:1672-7800(2015)012-0114-02
    0 引言
    心血管疾病严重威胁人类健康和生命,其死亡率高于艾滋病、癌症。并且心血管疾病发作具有突发的特征,据统计,70%以上的病人心脏病突发于家中或工作现场,因失去抢救时间而死亡。
    心电监护系统起源于Norman J. Holter博士于1957年研制的Holter系统。该系统对一些做过心脏手术的病人,采用电子仪器记录、存储病人每天的心电图及其它重要的生理参数,并将数据按周期送往诊所进行分析,病人可以在家中进行监护。但该心电监护系统不具有实时性,病人发病时无法得到医生及时的诊断和救治。
    随着智能手机和3G通信技术的应用普及,基于智能终端的远程心电监护系统得到了广泛的研究和应用[1-4]。物联网是继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮,集成了多种感知、通信与计算技术,使人类社会、信息空间和物理世界(人-机-物)融为一体。近年来,各国政府部门针对物联网相关技术与产业制订了一系列发展计划,我国《国家“十二五”科学和技术发展规划》中将物联网等新一代信息技术纳入国家重点发展的战略性新兴产业。
    本文探讨在物联网环境下构建远程心电监护系统的体系结构,利用多种技术集成实现智能化识别、远程心电监测、实时反馈、移动定位等多功能。
    1 物联网体系结构
    总体来看,按照网络分层的思想,物联网体系结构被抽象为应用服务层、网络通信层和对象感知层[5],如图1所示。
    对象感知层实现对物理对象的感知和数据获取;网络通信层提供透明的数据传输能力;服务层将信息转化为内容提供服务和控制。
    图1 物联网分层结构模型
    2 远程心电监护系统架构设计
    根据物联网分层结构模型,本系统总体结构如图2所示。
    图2 远程心电监护系统架构
    系统划分为两个主要功能模块,一个是心电数据采集与上传,一个提供心电监护服务。
    3 心电数据采集与上传
    心电数据采集与上传模块主要解决两个问题,一是心电数据采集终端网络接入问题,二是心电数据透明传输问题。
    3.1 心电数据采集终端网络接入
    本系统所采用的心电数据采集终端集成了3G(第3代移动通信)通信模块和蓝牙通信模块,有两种网络接入方式,用户可根据具体网络环境选择。
    第一种:在心电数据采集终端增加3G通信模块直接接入移动互联网,将心电数据上传心电数据中心。
    第二种:采用蓝牙传输技术,在采集终端集成蓝牙模块。心电采集终端首先将心电数据上传给便携式智能设备,比如:智能手机、平板电脑、笔记本电脑等,便携式智能设备可以将数据暂存,然后通过公共Wi-Fi接入点或家庭宽带上传到心电数据中心服务器。
    3.2 心电数据透明传输
    HL7卫生信息交换标准(Health Level 7)是标准化的卫生信息传输协议,是医疗领域不同应用之间电子传输的协议。采用HL7标准卫生信息系统和医用仪器设备之间可以做到无缝连接以及医疗信息的无障碍交换。
    基于 HL7心电数据透明传输过程包括心电信号采集和处理、心电信号数据化存储、HL7 标准的心电数据消息构建和解析、消息封装和解封,如图3所示。
    图3 心电数据透明传输
    4 心电监护服务
    本系统心电监护服务主要包括:医生远程监护和患者自我监护,主要功能模块包括:数据服务器、应用服务器、心电数据分析引擎、医生工作站和家庭终端(包括智能终端)。
    医生通过工作站访问患者心电数据,掌握患者长期的病程演化,给出用药建议,并且可以通过设置预警信号及时发现患者的突发情况,及时对患者进行干预和治疗。但是,毕竟医生不可能做到与每个患者一对一的24小时服务,因此患者可利用家庭终端或智能终端及时掌握自己的情况。一旦发现异常或身体不适,可通过本系统发出求救信号,或通过其它途径尽快地得到救治。
    5 系统应用与部署
    物联网环境下的远程心电监护系统实现网络心电监护,无须建立任何专门网络,无须支付任何专门网络硬件组建成本,有移动通信网络就能覆盖。其系统模型如图4所示。
    图4 物联网环境下的远程心电监护系统应用方案
    本方案应用的重点在于城乡医疗协作。在我国,大量的社区卫生服务站和乡村诊所缺乏有资质的心电诊断、治疗的医生。因此,利用本系统,一些偏远地区的患者也能接受到大型医院的心电医生的诊断和救助。
    6 结语
    本文研究了在物联网环境下如何构建远程心电监护系统。在物联网三层架构上,首先由心电数据采集终端感知对象心电数据,然后通过3G通信模块或智能终端上传数据至数据交换中心,利用心电监护服务终端提供干预和诊断。此外,本文还探讨了远程心电监护系统应用方案,可为城乡医疗协作提供参考。
    参考文献参考文献:
    [1] 宋莉, 孟庆建, 张光玉,. 3G远程心电监护系统的研制[J]. 微计算机信息, 2010(29):76-77.
    [2] 曾爱林. 基于Android 的心电实时监护系统设计与实现 [J]. 计算机测量与控制,2013,21(11):2997-3000.
    [3] 方勇军, 赵红旗, 骆星九.. 基于Android 平台的心电数据采集与传输系统设计[J].仪表技术, 2014(4):13.
    [4] 刘霞, 冯建刚, 潘音子. 远程心电系统在基层卫生服务中的应用[J]. 中国信息界:e医疗,2011(6):78-79.
    [5] 陈海明, 崔莉, 谢开斌. 物联网体系结构与实现方法的比较研究[J]. 计算机学报,2013,36(1):168-188.
    (责任编辑:陈福时)
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