專利名稱：基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于醫學衛生領域(A61B 5/0402)，涉及一種心電圖自動診斷系統，具體地 說，涉及一種基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統。
背景技術：
有效的計算機輔助診斷系統將極大地幫助醫生提高醫療的準確性，對于心電圖來 說，心電圖的解讀是普遍存在的困難。臨床研究表明計算機輔助心電圖解讀的準確率比一般臨床醫師和心電圖技師更 高，在對七個大類的心臟病診斷即正常，左室肥大，右室肥大，雙室肥大，前壁心肌梗死，下 壁心肌梗死，組合心肌梗死的臨床研究表明最好的心電圖分析程序的準確率與最好的心 臟病專家相當。在STEMI診斷的敏感性和特異性方面，Glasgow大學的研究表明心電分析 程序與心臟病專家沒有顯著的統計學差異。被美國食品藥品管理局推薦的GE Marquetee 12SL分析程序的綜合可靠性更是達到了 78. 7%敏感度和76. 特異性，比單個醫師的診 斷結果更加可靠。臨床評價結果表明盡管心電圖分析程序尚不能代替醫生，但它能夠幫助 年輕醫生準確解讀心電圖，縮短心電圖解讀的時間。然而目前，帶有高性能的計算機輔助診斷功能的高端心電圖機普遍價格較貴；其 在國內主要用戶是二級以上醫院。基層醫療和衛生服務機構，如社區衛生服務中心、服務 站、私人診所和鄉鎮衛生院等，對于計算機輔助心電圖診斷的需要遠大于二三級醫院；但較 貴的價格使得在短時間內這些高端心電圖機無法進入這些領域。除了價格因素，高端心電圖機難以進入基層衛生服務機構，還存在技術方面的原 因。一個好的心電圖自動測量程序，要求它能精確且穩定地計算出各種心電圖波形的PQRST 波群的起止點和波形參數。所謂穩定性，指的是在存在一定噪聲的情況下各個波群的起止 點測量值保持一致。穩定性和精確性是相互矛盾的兩個方面，為了測量穩定性和精確性相 互平衡的測量效果，心電圖測量常常不得不采用多個層次循環校驗的過程，算法的復雜性 極高。目前應用非常普遍的基于嵌入式系統架構的心電圖機，限制了復雜的心電圖分析算 法的實時運用；心電圖機的實時診斷性能難以提高。
發明內容
本發明的目的是提供一種使用方便、價格便宜，基于算法服務器的心電圖遠程診 斷系統。本發明的技術方案是一種基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，包括至少一個可以發送心電圖數據 的心電圖源終端和至少一個算法服務器，心電圖數據源終端與算法服務器通過網絡連接， 心電圖數據源終端將心電圖數據通過網絡發送到算法服務器上，算法服務器中至少包含了 一種心電圖分析算法，算法服務器利用心電圖分析算法對心電圖數據進行自動分析和診 斷，并將診斷結果發送到心電圖數據源終端或者其他媒介。
算法服務器是一個運行在個人計算機、計算機工作站或者服務器上的計算機程序。心電圖數據是心電圖信號，存儲心電圖信號的數據文件或者是描述心電圖特征的參數或文件。心電圖數據包含與患者和心電圖檢查環境有關的信息。心電圖診斷結果可以是描述心電圖節律和/或波形特征的參數、心電圖診斷語句 和/或分類代碼；也可以是存儲有這些信息的訪問地址。心電圖分析算法可以對心電圖數據進行諸如信號處理、參數測量、節律分析、波形 分析、分類、與其他心電圖數據比較或判決的自動分析與診斷，輸出心電圖診斷結果。其他媒介可以是數據庫、文件、電子郵箱或短消息。心電圖數據源終端，可以是一般心電圖機、心電信號采集器、監護儀或者手持式心 電圖儀；也可以是心電圖數據庫服務器。網絡可以是有線的，也可以是無線的。例如計算機局域網，廣域網、Internet、 Wifi> GPRS/CDMA、3G無線通信網絡以及通過電話線、同軸電纜、雙絞線、紅外線、藍牙、超寬 帶雷達或光纖等媒介的端到端連接。算法服務器可以同時通過多個網絡連接一個或多個心電數數據源終端，算法服務 器對來源于多個心電圖數據源終端的心電圖數據進行比較診斷，算法服務器可以對同一患 者保存在一個或多個心電圖數據源終端的歷史心電圖數據進行比較診斷。算法服務器是一個運行在個人計算機、計算機工作站或者服務器上的計算機程 序。該程序通過網絡或者其他計算機程序獲取心電圖數據；并調用心電圖分析算法對心電 圖數據進行諸如信號處理、參數測量、節律分析、波形分析、分類、與其他心電圖數據比較或 判決等自動分析與診斷活動；并將診斷結果通過網絡或者其他計算機程序返回到心電圖數 據源終端或者發送到其他媒介如數據庫、文件、電子郵箱或短消息。心電圖數據源終端獲取心電圖診斷結果，并進行存儲、顯示、轉發、修改或者打印 等工作。本發明的有益之處是(1)將傳統的局限在單臺高端心電圖機中的計算機輔助診斷能力擴展為多個心電 圖機可以共享的資源。一般心電圖機或低端心電圖機可以隨時隨地獲取原先只有高端心電 圖機才具有的高性能計算機輔助診斷功能，從而有效地幫助基層衛生服務工作人員對心電 圖進行快速和準確的診斷。(2)突破了單臺機器計算能力的界限，使得各種復雜的心電圖分析和診斷算法通 過強計算能力的計算機加以應用。原先只運行在實驗室環境里的復雜心電圖算法，因此可 以實用化；商用的計算機輔助心電圖診斷的可靠性也會得到相應的提升。(3)實現了遠程心電圖自動診斷服務功能，心電圖機因此走向家庭。
圖1是本發明的一般結構示意圖；圖2是本發明的一般工作流程示意圖；圖3是基于遠程診斷的心電圖機的結構示意圖4是一個算法服務器和多個心電圖數據源終端的系統結構示意圖；圖5是多個算法服務器和多個心電圖數據源終端的系統結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和多個實施例對本發明加以詳細說明。參見圖1，心電圖遠程診斷系統包含至少一個心電圖數據源終端1和至少一個算法服務器2。心電圖數據源終端1和算法服務器2之間通過網絡3相連，心電圖數據源終端 1發送心電圖數據給算法服務器2 ；算法服務器2自動分析心電圖數據并對其進行分析和診 斷，并將診斷結果發送給心電圖數據源終端1或者其他媒介如數據庫、文件、電子郵箱、短 消息等。心電圖數據源終端1可以是一般心電圖機、心電信號采集器、監護儀或者手持式 心電圖儀；也可以是心電圖數據庫服務器或者其他可以發送心電圖數據的設備或系統。網絡3可以是有線或者無線的；例如計算機局域網，廣域網、Internet、Wifi、 GPRS/CDMA,3G無線通信網絡以及通過電話線、同軸電纜、雙絞線、紅外線、藍牙、超寬帶雷達 或光纖等媒介的端到端連接。算法服務器2是一個運行在個人計算機、計算機工作站或者服務器上的計算機程 序。該程序通過網絡或者其他計算機程序獲取心電圖數據；并調用心電圖分析算法對心電 圖數據進行諸如信號處理、參數測量、節律分析、波形分析、分類、與其他心電圖數據比較或 判決等自動分析與診斷活動；并將診斷結果通過網絡或者其他計算機程序返回到數據源終 端或者發送到其他媒介如數據庫、文件、電子郵箱、短消息等。心電圖數據源終端1獲取心電圖診斷結果，并進行諸如存儲、顯示、轉發、修改和 打印等工作。心電圖數據是指心電圖信號，存儲心電圖信號的數據文件或者是經過處理的描述 心電圖特征的參數或文件。心電圖數據中可能包含有關患者以及心電圖檢查環境的信息。心電圖診斷結果可以是描述心電圖節律和/或波形特征的參數，心電圖診斷語句 和/或分類代碼，也可以是存儲這些信息的訪問地址。參見圖2。心電圖遠程診斷系統的一般工作流程是心電圖數據源終端1啟動遠程診斷程序，向算法服務器2發送“遠程診斷服務請 求”，“遠程診斷服務請求”中包含有“接收診斷結果的方式”的信息，除了心電圖數據源終端 1之外，“接收診斷結果的方式”還包括數據庫、文件、電子郵箱、短消息等。心電圖數據源終端1等待算法服務器2的應答；若等待超時，則結束“遠程診斷程 序”返回“遠程診斷失敗”標志。算法服務器2根據“遠程診斷服務請求”的類型，檢查系統中可用的服務資源；如 果服務資源可用，算法服務器2分配一個獨立的診斷服務線程16給該服務請求，并向心電 圖數據源終端1發送“接受服務請求”的應答信息；否則發送“拒絕服務請求”的應答信息。診斷服務線程16利用算法服務器2提供的“服務請求”信息初始化診斷服務。心電圖數據源終端1接收算法服務器2的應答信息。如果服務請求被接受，則心 電圖數據源終端1向算法服務器2發送“心電圖數據”；否則結束“遠程診斷程序”并返回 “遠程診斷被拒”標志。
心電圖數據源終端1等待接收算法服務器2發送的診斷結果。若超時，則結束“遠 程診斷程序”并返回“遠程診斷超時”標志。算法服務器2中的診斷服務線程16等待接收心電圖數據源終端1發送來的“心電 圖數據”;若等待超時，則結束此次遠程心電圖診斷服務。算法服務器2中的診斷服務線程16緩存并解析這些“心電圖數據”;調用心電圖分 析算法對“心電圖數據”進行諸如信號處理、參數測量、節律分析、波形分析、分類或判別等 自動分析與診斷活動。心電圖分析算法輸出的結果可以是描述心電圖節律和/或波形特征 的參數、心電圖診斷語句和/或分類代碼。算法服務器2中的診斷服務線程16將心電圖數據和心電圖分析算法產生的結果 以文件或者數據庫表單的方式保存到算法服務器2或者其他數據庫服務器中，以備復查；算法服務器2中的診斷服務線程16根據“遠程診斷服務請求”中的“接收診斷結 果的方式”發送診斷結果；然后結束此次遠程心電圖診斷服務。診斷結果可以是心電圖分 析算法輸出的直接結果，也可以是存儲有這些結果的訪問地址。心電圖數據源終端1接收并保存從算法服務器2發送的診斷結果，結束“遠程診斷 程序”并返回“遠程診斷成功”標志。實施例1 參見圖3，心電圖機4作為一種心電圖數據源終端1通過網絡3連接到算法服務器 2。心電圖機4通過連接器7與安放在患者5胸前和肢體上的心電電極6相連，心電 圖機4實時采集患者5的心電圖信號。心電圖機4中包括采集電路8，采集電路8對心電圖信號進行初步處理，例如信號 隔離、掉線檢測、信號質量檢測、右腿驅動、濾波、放大等等。心電圖機4中包括模數轉換器9，模數轉換器9將模擬心電圖信號轉換成數字心電
圖信號。心電圖機4中包括數字處理器10，數字處理器10與采集電路8相連，數字處理器 10發送控制指令到采集電路8，控制采集電路8的信號采集過程。數字處理器10與模數轉換器9相連，從模數轉換器9中讀取數字心電圖信號，數 字處理器10中的中央處理單元CPU對數字心電圖信號進行處理。心電圖機4包括通訊模塊15，通訊模塊15與數字處理器10相連，在數字處理器 10的控制下，通訊模塊15通過網絡3與遠程的算法服務器2進行數據交換，通訊模塊15將 數字心電圖信號、經數字處理器10處理得到的數據和/或與患者5有關的信息發送到算法 服務器2中，算法服務器2對這些信息進行分析和診斷后，將心電圖診斷結果發送回通訊模 塊15，通訊模塊15把從算法服務器2接收到心電圖診斷結果提交給數字處理器10。心電圖機4包括鍵盤11。心電圖機4的使用者可以通過鍵盤11輸入或編輯與患 者5和心電圖檢查環境相關的信息，與患者5相關的信息包括姓名、性別、年齡、身高、體重、 以及心電圖檢查原因等信息。心電圖機4的使用者可以通過鍵盤11編輯或修改經數字處理器10處理得到的數據、經通訊模塊15得到的心電圖診斷結果、以及心電圖報告等。心電圖機4的使用者通過鍵盤11輸入對心電圖機4的操作命令；數字處理器10接受這些命令，發送控制指令到與數字處理器10相連的模塊和設備中，控制心電圖機4的 運行。心電圖機4包括顯示器12，顯示器12用圖形和文本方式展示心電圖機4的操作過 程、狀態信息、心電圖波形、經數字處理器10處理得到的數據、經通訊模塊15得到的心電圖 診斷信息、以及通過鍵盤11輸入或編輯的內容。心電圖機4包括打印機模塊13，打印機模塊13與數字處理器10相連，接受數字處 理器10的控制命令，打印輸出心電圖報告。心電圖機4包括存儲單元14，存儲單元14與數字處理器10相連，接受數字處理 器10的控制指令，保存與患者相關的信息、數字心電圖信號、經數字處理器10處理得到的 數據、心電圖診斷結果、以及心電圖報告等。實施例2 參見圖4，多個心電圖數據源終端1通過不同的網絡3連接到算法服務器2。心電圖數據源終端1可以是一般心電圖機、心電信號采集器、監護儀或者手持式 心電圖儀；也可以是心電圖數據庫服務器或者其他可以發送心電圖數據的設備或系統。多個不同的網絡3可以是同構的，也可以是異構的，它們可以是包括計算機局域 網，廣域網、Internet、Wifi、GPRS/CDMA、3G無線通信網絡以及通過電話線、同軸電纜、雙絞 線、紅外線、藍牙、超寬帶雷達和光纖等媒介的端到端連接等在內的多種網絡中的任何一種 或多種。算法服務器2通過不同的網絡接口與多個網絡3相連。實施例3 參見圖5，多個心電圖數據源終端1通過不同的網絡3與多個算法服務器2相連。 不同的算法服務器2之間可以直接相連，也可以通過一個專有的網絡S相連。不同算法服 務器2之間的直接相連，可以是通過同一臺計算機中的不同進程或線程間的通訊來實現， 也可以是通過兩臺不同計算機間的端到端連接來實現。不同算法服務器2中可以包含相同或者不同的心電圖分析算法。不同算法服務器2之間可以相互調用對方的服務，從而獲得不同算法服務器2產 生的診斷結果，調用方的算法服務器2對多個被調用方的算法服務器2的診斷結果進行評 判、表決或綜合，作為自己的診斷結果。—個算法服務器2可以從多個不同的心電圖數據源終端1獲得同一個患者5的心 電圖數據。例如，一個心電圖數據源終端1是心電圖機，另一個心電圖數據源終端1是保存 有同一患者5的歷史心電圖信息的數據庫系統，算法服務器2對來自不同心電圖數據源終 端1的同一患者不同時期的心電圖數據進行比較，作出診斷。
權利要求
一種基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于包括至少一個可以發送心電圖數據的心電圖源終端(1)和至少一個算法服務器(2)，心電圖數據源終端(1)與算法服務器(2)通過網絡(3)連接，心電圖數據源終端(1)將心電圖數據通過網絡(3)發送到算法服務器(2)上，算法服務器(2)中至少包含了一種心電圖分析算法，算法服務器(2)利用心電圖分析算法對心電圖數據進行自動分析和診斷，并將診斷結果發送到心電圖數據源終端(1)或者其他媒介。
2.根據權利要求1所述的基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于算法 服務器(2)是一個運行在個人計算機、計算機工作站或者服務器上的計算機程序。
3.根據權利要求1所述的基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于心電 圖數據是心電圖信號，存儲心電圖信號的數據文件或者是描述心電圖特征的參數或文件。
4.根據權利要求1所述的基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于心電 圖數據包含與患者(5)和心電圖檢查環境有關的信息。
5.根據權利要求1所述的基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于心電 圖診斷結果可以是描述心電圖節律和/或波形特征的參數、心電圖診斷語句和/或分類代 碼；也可以是存儲有這些信息的訪問地址。
6.根據權利要求1所述的基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于心電 圖分析算法可以對心電圖數據進行諸如信號處理、參數測量、節律分析、波形分析、分類、與 其他心電圖數據比較或判決的自動分析與診斷，輸出心電圖診斷結果。
7.根據權利要求1所述的基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于其他 媒介可以是數據庫、文件、電子郵箱或短消息。
8.根據權利要求1所述的基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于心電 圖數據源終端(1)，可以是一般心電圖機、心電信號采集器、監護儀或者手持式心電圖儀； 也可以是心電圖數據庫服務器。
9.根據權利要求1所述的基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于網絡 (3)可以是有線的，也可以是無線的。
10.根據權利要求1所述的基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，其特征在于算法 服務器(2)可以同時通過多個網絡(3)連接一個或多個心電數數據源終端(1)，算法服務器 (2)對來源于多個心電圖數據源終端(1)的心電圖數據進行比較診斷，算法服務器(2)可以 對同一患者保存在一個或多個心電圖數據源終端的歷史心電圖數據進行比較診斷。
全文摘要
本發明公開了一種基于算法服務器的心電圖遠程診斷系統，該系統至少包括一個可以發送心電圖數據的源終端和一個算法服務器，算法服務器可以部署在與數據源終端相距很遠的地方，數據源終端與算法服務器通過網絡連接，數據源終端將心電圖數據通過網絡發送到算法服務器中，算法服務器中至少包含了一種心電圖分析算法，算法服務器利用心電圖分析算法對心電圖數據進行自動分析和診斷，并將診斷結果返回到數據源終端或者其他媒介如數據庫、文件、電子郵箱或短消息。
文檔編號A61B5/0402GK101828913SQ201010147678
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者劉穩國, 陳耀 申請人:無錫市優特科科技有限公司