哈尔滨工业大学硕士研究生开题报告
远程心电监护系统
——心电数据检测与分析
1．课题来源及研究的目的和意义
本课题来源：哈尔滨工业大学计算机硕士论文开题报告范文(最新)术"（项目编号为0141316.4.2）的子课题"基于手机通信的可穿戴健康信息处理系统"
心血管疾病 ，特别是冠心病和心源性猝死已成为危害人类健康常见的疾病， 过去只是在老年人群体中发病比例较高
，但随着事业及家庭双重重担的压力，近年来中年人的心脏病的发病率也呈现升高的趋势。
常规的静态体表心电图（12导联）是各种心脏疾病的重要检查手段，一般是在医院专业技术人员操作心电图仪将病人的心电波形记录在心电图纸上，然后进行阅读和分析，为医生提供有用的临床诊断资料。然而，有时患者常常自感心慌胸闷不适，待赶到医院进行检查时，往
往又错过了出现异常的短暂变化期，查不出问题使得医生不能及时掌握患者的心跳记录。
现在，无线遥测技术已经成为产品竞争力的一个重要因素。从发展的角度来看，医疗监护产品的无线化、网络化是发展趋势，移动型、具备无线联网功能的监护产品将成为未来市场的主流，另外，TELEMEDICINE（远程医疗）的发展也将使无线监护与无线互联技术大有用武之地。无线应用的前景广阔，因此研制开发无线监护产品势在必行。
远程心电监护（ECG
Telemonitoring）是远程医疗（Telemedicine）的一个重要组成部分，是指利用现代通信技术、计算机技术、电子技术、网络技术等来对受试者进行长时间的、远距离的心电监测，受试者的活动范围可以不受医院的限制。研究远程心电监护的目的和意义在于：缩短了医生和患者之间的距离，为患者提供及时救助，减少患者或医务人员的旅途奔波；对自理能力较差的老年人和残疾人的日常生活实施远程心电监护，不仅能对受试者的心电信息进行准确、及时的监测，提高诊断的科学性和全面性，还可以充分评估监护对象的独立生活能力和健康状况，提高患者的生活质量；远程心电监护可以在患者熟悉的环境中进行，减轻了患者的心理压力，提高了诊断的准确性；对健康人群的远程心电监护，可以发现疾病的
早期症状并予以预警和提示，从而达到保健和预防疾病的目的。因此，心电远程监护对于人们的生活质量和健康水平的提高将发挥着越来越重要的作用。
2．国内外在该方向的研究现状及分析
监护系统的发展，可追溯至1962年，北美建立第一批冠心病监护病房（CCU），以后，监护系统得到了迅速发展，随着计算机和信号处理技术的不断发展，以及临床对危重患者和潜在危险患者的监护要求的不断提高，对CCU/ICU监护系统功能要求也不断提高；1988—1997年的10年间，一大批有价值的项目相继启动，它代表了第二代远程疗，其声势和影响远远超过了第一代技术。在远程医学系统的实施过程中，美国和西欧国家发展速度最快，联系方式多是通过卫星和综合业务数据网（ISDN),在远程咨询、远程会诊、医学图像的远距离传输、远程会议和军事医学方面取得了较大进展。目前，监护系统除具有以前的多参数生命体征监护的智能报警外，还要求在监护质量以及医院监护网络方面有进一步的提高，以更好地满足临床监护、药物评价和现代化医院管理的需要。
中国金卫医疗网络即卫生部卫生卫星专网于1997年7月正式开通。它可以为各地疑难急重症患者进行远程、异地、实时、动态电视直播会诊，它已成功地进行大型国际会议全程转
播、组织国内外专题讲座、学术交流和手术观摩数十次，标志着我国医疗卫生信息化事业跨入了世界先进水平。1997年9月，中国医学基金会成立了国际医学中国互联网委员会（IMNC）。该组织经过十年三个阶段即：电话线阶段；DDN、光缆、ISDN通讯联网阶段；卫星通讯阶段，逐步在我国开展医学信息及远程医疗工作，目前开展了可视电话系统的远程医疗。morale
现有监护产品的分类：
1） 按产品性能和使用功能分为多参数固化式监护仪、便携式监护仪、插件式监护仪和中央站监护仪。
2） 按监测参数方法可分为无创生命参数监测、有创参数监测及特殊测试参数的监测（血气、生化分析监测、除颤及特殊麻醉气体的监测）。2．1
ECG（心电图）监测的发展历史：
最早，医务人员对ECG的监测和需求，是从危重病人抢救开始的。
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1） 1933年：Hooker首次进行实验动物心脏复苏，通过密切观察心脏跳动状况，来总结和判断病人的危重抢救效果。
2） 1943年：Claude Beek首次在手术室内实施电除颤，开始ECG的监测和临床应用。
3）1952年：Zoll首次推出心脏起搏术，通过对心脏功能未完全恢复的病人进行起搏、监护，使病人得以康复；
4） 1956年：体外除颤仪问世，提高了危重病人抢救的存活率；
cosy 5） 1960年：Kauwenhoven报道胸外心脏按摩有效，心脏复苏技术日渐成熟；
6）
1970s：持续床边ECG监测，能够适时不断地监护病人的ECG状况，使得心脏病人及危重病人得以密切和连续的观察，同时帮助医务人员能对病人的心电情况做出连续的分析和判断；
7） 1980s：Swan-Ganz肺动脉漂浮导管的出现及临床应用，将血流
动力学监测（有创压、心排量等）引入临床，监测功能更加多，医务人员获取的客观监测信息更加丰富，从而大大促进医疗水平和科研；
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8） 1990s：临床开始应用持续无创血压监测技术；
revenant 2．2 心电的监测技术
心电的监测技术也是在70年代发展起来的，直到80年代中期还没有广泛应用于临床。国内较早应用的是单纯SPO2的监护仪及单纯的心电的监护仪。由于微处理机和快速电子系统的广泛应用，监护参数ECG、SPO2、NIBP、TEMP等集于一体的监护仪越来越得到医护人员的认可应用与广泛的临床应用。
二代监护的发展，在随后的发展中，心输出量和EtCO2监护仪也作为床边监护仪在临床得以发展和使用，特别在ICU、CCU、麻醉科应用非常广泛。
1）显示与参数：
监护仪最初只是作为适时地监测病人的主要生命参数，ECG、NIBP和SPO2，由最早的数字显示，发展到数字和波形同屏显示。
在监护仪的屏幕显示方面，也在不断地更新和改进，由最初的LED显示，CRT显示，发展到液晶显示，直至目前更为先进的彩色TFT显示，即能保证很 高的分辨率和清晰度，消除视角问题，在任何角度都能完整地观察病人监护参数和波形。在使用中，能够保证长期高清晰、高亮度的视觉效果。
skl 2） 分析联网功能：
随着电路的高度集成化，监护仪的体积越来越趋于小巧，功能也更加齐全，在可以监测ECG、NIBP、SPO2、TEMP等基本参数的同时，也可以连续监测有创血压、心输出量、特殊麻醉气体等参数。在此基础上，监护仪逐渐发展到有强大的软件分析功能，如心律失常分析、起搏分析、ST段分析等，并可根据临床需求进行监测信息回顾，包括趋势图、表的信息存储功能，存储时间长，信息量大。
随着通讯网络的快速发展，单台监护仪监测病人，已经不能满足大量病人信息的处理和监测，通过中央网络信息系统，将医院多台监护仪联网，可以提高工作效率。特别是在夜间，工作人员较少的情况下，也能同时监测多个病人，通过智能分析报警，使每个病人都能得到及时的监护和治疗。中央监护系统通过与医院网络系统联网，将医院其他科室病人
初三英语单词的相关资料进行汇总存储，使得病人在医院的所有检查、病情等资料都能存储到中央信息系统，便于更好的对病人进行诊断和治疗。
3）操作方式：
为了能让更多的医务人员尽快地掌握仪器的使用，目前销往中国的监护仪操作菜单也由以往的纯英文发展成中/英文菜单可选。
最初医院应用的监护仪监测功能简单，但操作为按键方式，操作也比较繁琐，监护仪体积也比较大。随着技术的改进和提高，现在的操作方式已由原先的按键方式，发展到触摸式，及目前最为流行的旋转鼠标钮的操作方式，方便快捷，更加适合临床应用。
4）监护仪外型结构：
根据不同科室的需求，监护仪外型的选购也不同。一般在临床应用中，多选择固化式监护仪，监护的参数包括心电、呼吸、无创血压、血氧饱和度、体温等。插件式监护仪则主要应用ICU、CCU、麻醉科等，插件式监护仪的优点是，可根据不同病情的病人，选择相应的功能模块，对病人进行有选择地参数监测。这些科室所监护病人的病情复杂，病种多，
对监测参数的需求也不同，模块化设计的插件式监护仪，可以灵活方便地组合监测参数，对于常用的监测功能模块，可以每台仪器配备，对于特殊的功能模块，可以根据使用情况有选择的配备。这种设计方式，既可满足临床监测各种特殊病例的需求，又能为医院减少不必要的资金投入，使各种功能模块均能得到充分、合理地使用。
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先进的医疗仪器装备，同时也促进了医院业务项目的开展，如社区服务、现场紧急救护等，为了满足这方面的需求，便携式监护仪也应运而生，轻巧方便的设计，可以更好地满足急救以及危重病人的转运。
目前，监护仪的发展非常迅速，展望监护仪未来的发展趋势，监护仪本身的监护功能只是众多功能的一个方面，监护仪代表了高新技术在医疗电子产品的集中体现，通过远程会诊，可以将病人的信息资料快速传递，可以使专家的诊断和治疗建议，更快、更准确地反馈到疑难病人的治疗中，使病人尽快地康复。
3．主要研究内容
移动式远程心电监护系统由心电监护终端、移动通信网络和中心服务站三大部分组成。
主要涉及到的内容包括：1：整个系统总体架构的设计，包括系统模型的建立，通讯介质的选择，系统的通用性、可靠性、可扩展性等2：心电监护终端的设计：包括心电信号采集器和接入模块的选择或设计，通讯方式的确定。3：心电信号压缩算法的研究和传输协议的定义，包括ECG压缩算法的选择、信号采样、数据量化、噪音消除、传输的实时性以及协议结构与数据内容的无关性、协议的可扩展性等。4：心电信号的分析模块的设计，包括心电信号的实时处理和离线分析。5：数据管理和文件管理，包括中心数据库的设计和管理以及用户相关文件的管理。6：监护系统管理软件的开发。本文主要是针对心电数据信号的处理和心电数据的波形检测 ，以及一些主要病症的智能诊断 。
3.1远程心电数据信号的处理ydm
经济拮据
远程心电数据信号预处理的目的是改善信号质量，提高信号噪比。主要是进行基线校准及消除极限飘逸干扰、滤波等。基线的确定对研究ST段偏移尤其重要。滤波的目的是要滤除信号中可能存在的不需要的高频部分。由于数字滤波器具有精度高、稳定性强、可以通过软件来灵活控制等优点，数字滤波在生物医学信号处理中得到了广泛的应用。采用数字滤波器对心电信号进行滤波是
ECG
信号预处理的重要方法，也是目前计算机自动分析心电信息的重要步骤。滤波器的设计方法主要有傅立叶级数展开法，窗函数法，频率采样法等，具体采用何种方法应根据实际问题而定。一般的设计的思路是：根据实际问题确定滤波器的技术参数→求出滤波器的系统函数或单位脉冲响应→检验所求得的数字滤波器是否满足要求→进行参数修正。
