基本信息
- 项目名称：
- 远程心电智能监护系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本系统旨在为广大老年人群和亚健康人群提供便捷，可靠，长期的远程心电监护。心脏类疾病一直是威胁这两大类人群生命健康的头号杀手，早期的心电监护对于预防心脏疾病突发和猝死有着重要的作用。然而，绝大多数便携式心电仪所采集的心电数据不符合诊断所需标准；而要获得符合相应标准的心电数据，则必须借助于医院内的专业心电图机。本系统可以在保证便携性的同时获取具有诊断价值的心电数据，并通过EDGE网络发送到远程服务器以供诊断，保证受监护者能够及时获知自己心脏的活动情况，有效捕捉异常心电，在早期发现心脏活动异常，从而提供具有诊断价值，可信，有效而又便捷的远程心电监护。
- 详细介绍：
- 现代社会的生活压力越来越大，导致了亚健康人群数量的大量增加。随着我国逐步进入老龄化社会，老年人群的比例也将显著增大。而心脏类疾病严重危害着两类人群的健康。然而，目前并没有便捷而又可靠的心电监护方式：虽然专业心电图机可以得到具有临床价值的心电数据，然而其高昂的价格和庞大的体积决定了应用范围仅限于医院内；虽然市面上存在着众多的便携式心电仪，其中的一部分借助于GPRS等无线发射模块实现了远程心电监护，但是受限于体积和电路设计，其采集得到的心电波形并不具有诊断价值，无法为医生的临床诊断提供依据。本系统的目的在于提供便捷而又保证诊断价值的远程心电监护，确保被监护者能够及时获知关于自己心脏状况的专业建议。 本系统分为下位采集终端和远程服务器终端。在设计心电采集电路时我们参照了日本光电公司心电图机的制造标准，可以采集得到七路导联的心电信号并显示；在采集时，可将下位采集终端佩戴于手腕或身上；采集好的心电数据以.dat格式的文件储存到SD记忆卡中，并可选择通过EDGE网络发送到远程服务器。远程服务器端可以自动识别心电信号的一些特征参数，并自动诊断一些疾病。同时，服务器端将接收到的心电数据以及被监护者信息存入心电数据库中，为医师的诊断提供依据，并可通过Web发布到Internet，方便日后查看。为了安全起见，在下位采集终端上配备了GPS模块，服务器端可以随时监视每一个下位终端的位置，在有心电险情警报给出的时候能够及时定位。 由于采用了EDGE网络，在心电数据发送速率上相较GPRS网络有3～4倍的提升，使采集得到的心电数据能够及时发送；为了保证老年人和行动不便的人们的安全，本系统中在下位采集终端中加入了摔倒检测功能，即：当检测到被监护者摔倒后，采集终端自动采集一段心电数据并发送，同时向远程服务器发出警报。 随着医疗改革的实施，作为医疗改革的重要组成部分，社区医疗必将得到大力推广。本系统可与社区医疗服务相结合，为社区居民提供长期的心电监测和心电预警。同时，随着人们健康意识的增加，和上述两大类人口数目的增长，这一市场的前景不容小视；然而目前并没有合适的产品出现在这一市场；由于本系统下位采集终端中使用的EDGE模块也被广泛应用于手机中，也可将采集终端和智能手机，PDA等相结合；随着3G网络的投入使用，无线传输的速率还可以提升数倍，如果将本系统与3G网络相结合，可以实现真正的实时心电监护，这样被监护者只要在有3G信号覆盖的地方就能够获得和在医院中相同的心电监护。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的和基本思路：本系统旨在为老年人群和亚健康人群提供长时间方便、准确的心脏监护。本系统可与社区医疗服务相结合，为社区居民提供心电监测。 本系统分为下位采集终端和远程服务器监护终端，二者通过EDGE网络和互联网连接。采集终端从人体采集得到心电信号并发送至服务器端；服务器端在接收到采集终端发送的波形数据后进行分析，将该数据存入患者的心电数据库。考虑到老年人行动不便，采集终端中加入了跌倒检测功能。 创新点：1.心电报警和险情定位；2.采集诊断级别的心电数据；3.心电自动诊断； 技术关键：1.诊断级心电信号的采集；2.嵌入式平台及μC/OS操作系统；3.通过EDGE网络和服务端通信；4.心电波形自动分析诊断； 主要技术指标：心电参数：放大增益：≥1000；频响：下限≤0.05Hz，上限≥3KHz；输入阻抗：≥2.5MΩ；CMRR：≥90dB
科学性、先进性
- 即使是对于心脏类疾病患者，绝大多数时候心电图状况都是良好的。往往在患者感觉不适时的心电图最能反映其心脏的病态特征。然而由于这种突发性的心电异常通常只能持续几分钟，难以及时捕捉，所以当前通用的方法是采取动态心电图机来捕捉长时间的心电。 常见的便携式心电仪采集的心电数据准确度不高，难以用于医用诊断和监护；因为GPRS的传输速率不能很好地满足心电数据的传输量，基于GPRS的远程心电监测并未达到预期的效果。 本系统有望改变上述现状： 1.由于本系统中的下位采集终端在保证便携性的同时又可以采集到诊断标准的心电信号，因而患者可以将其佩戴在身上，当心脏感到不适的时候采集一段心电数据并发送到远程服务器端。这样可以大大增加捕捉到异常心电的可能性。 2.由于EDGE网络在实用中可以提供3～4倍于GPRS的速率，更适合于传输心电数据： EDGE技术和其他2G技术的对比（传输速率） EDGE：473.6Kbps GPRS：171.2Kbps CDMA 1x：300Kbps
获奖情况及鉴定结果
- 1. 本系统中心电采集、显示和无线发送部分在2008年江苏省“TI”杯电子设计大赛中获得一等奖； 2. 本系统在南京市鼓楼医院测试使用，并得到该院科教处肯定； 3. 本系统参加了6月1日至3日在江苏昆山举办的第十一届挑战杯江苏省选拔赛大学生高科技创新项目发布会； 4. 本系统经过江苏省生物医学工程学会的鉴定并获得认可。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 技术入股
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：被监护者携带采集终端随时采集心电，并可以读取从远程服务器端发送来的诊断信息；在远程服务器端，诊断医师可以监控多个下位终端携带者，并根据服务器对心电数据自动分析的结果进行诊断。 技术特点及优势：1.采用传输速度更快的EDGE网络实现远程心电监护；2.心电的自动诊断；3.出现险情后及时报警，并定位险情发生位置。 适应范围：本系统可用于长时间监护心脏病高发人群的心电状况，可为社区医疗提供可靠的长期心电监护。 推广前景的技术性说明：目前市场上绝大多数便携式心电仪所采集的心电数据都不符合诊断标准；而采用GPRS模块实现远程监护的心电监护仪，传输速率低，并没有达到很好的远程监护效果。本系统则弥补了上述缺陷。 市场分析经济效益预测：心脏病的高发人群主要是老年人和亚健康人群，我国正步入老龄化社会，且由于生活压力大，亚健康人群的规模也增大。目前并没有合适的产品大规模进入到这一市场。如果抓住医疗社区化的契机，在各大城市的社区中推广本系统，其经济效益不容小觑。
同类课题研究水平概述
- 现今的心电仪大致可以分为两大类，其一是大型的医用专业心电仪，其二是小型便携式心电仪：医用心电仪能够对病人的各种生理参数或某些状态进行连续、精确的监测，并予以显示、记录和报警，但是价格昂贵、体积庞大，导致其只能在医院等少数场合内使用；便携式心电仪相对于大型医用心电仪在价格、体积和易用性上更适合个人监测和携带。如今在国内外市场上比较先进的便携式心电仪大致有以下几种: 1. 带有自动诊断的功能的便携式心电仪：如力康集团（HealForce）研发的prince180系列心电仪，市场价在1000左右。它用感应电极替代了导联，避免了导联检测时脱落的问题，并且可以对采集到的心电信号进行智能诊断，但是它没有与外界通信的模块，所以当患者突发心脏病时，无法向外界发出求救信息，因此可能会耽误最佳的急救时间。而且它的存储空间有限，无法长时间对人体进行监测； 2. 带有远程传输模块的便携式心电仪：带有远程传输模块的心电仪可以远程发送心电信号以及接收反馈的诊断信息。如澳大利亚RMIT大学研发的手机心电监护系统，通过公网将心电信息上传到监护中心。这样做的好处是可以较好得监护患者；（1） 3. 可穿戴的便携式心电仪：如印度Sathyabama大学的Thulasi 和BaiS.K. Srivatsa研制的可穿戴式心电仪，检测的时候可以穿在身上，不影响人们的活动；而且可以将心电图以及病人资料通过短信发送给医疗中心的功能； 虽然后两种心电仪在易用性上取得了长足的进步，但是他们还有些缺陷：在它们的系统中，如果患者突发严重心脏病，并没有即时的报警信号给出；而且当心电信号传到终端后，必须要有医护人员登录系统，对心电信号做出诊断，才能将信息反馈给患者。同时，并没有有效的措施可以第一时间获知险情发生位置。这样就有可能贻误患者病情，并且在患者数量增多后可能出现医护人员短缺的问题。另外，市面上的便携式心电仪前端采集电路满足的是监护级的标准，所以采集到的心电波形并不能作为医生判断病情的依据。
