远程心电监护系统设计与自动诊断算法研究

发布时间：2020-05-16 02:36

【摘要】：心血管疾病是危害健康的头等杀手,随着人们越来越快的生活节奏和越来越大的生活压力,其发病死亡率在不停地增高。由于心血管疾病是一种慢性病,患者往往需要进行长时间的心电监护。目前医院所使用的24小时动态心电图设备,佩戴繁琐而且不能进行实时的心电诊断,需要事后对心电记录进行分析,给患者的日常生活带来不便。本课题为改善上述情况,设计了一套远程心电监护系统并对其心电诊断算法进行改进。本课题针对远程心电监护的目标用户人群进行了需求分析,确定了系统需要实现心电信号的采集、处理、展示和患者信息管理这四项基本功能,设计了“采集端-服务器端-用户端”的三层结构的远程心电监护系统并且对其心电诊断算法进行了研究和改进。在系统设计方面,其分为三部分:采集端、服务器端和用户端。由心电采集前端与嵌入式设备组成的采集端采集到心电信号后,经A/D转换,通过Wi-Fi模块与附近无线AP连接,通过HTTP协议将信号数据上传到服务器端;在服务器端,监听请求并接收心电信号数据,进行信号数据的处理与分析,并将处理好的心电图波形与心电分析结果发送到用户端;医生可以通过网页的方式访问用户端,获得实时的心电信号和心电诊断结果。在诊断算法方面,本课题提出了一种新型的心电诊断算法,其以自动编码器和降噪编码器为基础,对传统的堆叠降噪编码器进行改进,使其能更有针对性地提取心电信号的抽象特征,改善现今心电诊断算法需要人工设计复杂的心电信号特征的问题。本课题对远程心电监护系统及其心电诊断算法分别进行了监护系统的功能性测试以及算法的准确度测试,获得了比较好的效果,完成了课题的预期目标。
【图文】：

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文监护和诊断结合起来，实现实时的心电监护与诊断。1.3 国内外研究现状与分析1.3.1 国外研究现状1.3.1.1 远程心电监护在远程心电监护方面，Wen-Tsai Sung 和 Jui-Ho Chen 等人设计了一个生理信号测量和远程评估平台，以便用户定期测量身体状况[5]。该平台由心电模块、血压模块以及氧饱和模块组成，并可以通过 RS-232 串口、ZigBee 以及蓝牙三种通信方式将生理数据传输到手机中，然后通过手机的上网功能将这些数据传输到云端服务器中。在云端服务器中，为用户建立个人生理信号的数据库，利用粒子群优化算法对数据库中的数据进行进一步的分析，对用户的身体状况进行评估并实时反馈，并且详细记录身体状况的变化趋势。该平台的系统结构图如图 1-1 所示。

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文员的衣物之中，实现可穿戴式监测。干性接触电极，如图 1-2 所示。此外还设计了一个超低功耗的 ANT+无线传输模块，可将心电信号传输到教练员和医疗人员的电脑中，以便对运动员的身体状况进行评估，对有可能出现的心脏骤停现象进行及时有效的干预。Elisa Spanò 和 Stefano Di Pascoli 等人提出了一种基于物联网技术的可用于多病人远程监护的可穿戴式心电监护平台[7]。该平台架构分为三层：传感器节点层，该层使用一种轻量级的心电采集设备采集心电信号，并通过 WIFI蓝牙以及 ZigBee 多种方式进行无线传输；物联网服务层，该层为一个分布式的信息系统，，其将上一层中采集到的信号转换成统一的存储格式，储存到数据库中以供后续使用；用户交互层，该层供用户使用，用户可使用个人电脑、智能手机以及平板电脑来访问，获取心电信息，实现远程监护。该系统的架构如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP274;TH789

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 孟妍;郑刚;戴敏;赵瑞;;可穿戴心电信号采集与分析系统的设计与实现[J];计算机科学;2015年10期

2 卢潭城;刘鹏;高翔;陆起涌;;基于AD8232芯片的便携式心电监护仪设计[J];实验技术与管理;2015年03期

3 鄢羽;孙成;;基于聚类分析的心电节拍分类算法[J];计算机应用;2014年07期

相关博士学位论文 前1条

1 刘通;面向心拍识别的心电信号的高层特征研究[D];吉林大学;2016年

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1 周文龙;基于分类算法的心电数据研究与应用[D];北方工业大学;2016年

2 田硕;基于STM32和Android的便携式心电仪研发[D];东华理工大学;2016年

3 李金桦;基于移动物联网的动态心电实时监测、管理和服务系统[D];浙江大学;2016年

4 张昌帆;基于Android智能手机的家用医疗仪器研发[D];华中科技大学;2015年

5 张影;社区医疗模式下远程多参数监护系统设计与实现[D];东南大学;2015年

6 张应昌;基于异构网络的物联网智能家居系统设计与实现[D];西安电子科技大学;2014年

7 季春林;基于特征匹配的心电数据分类算法的研究与应用[D];哈尔滨工业大学;2014年

8 汪巍巍;多生理参数无线远程医疗健康监护系统研究[D];电子科技大学;2013年

9 廖学峰;基于物联网的远程心血管疾病监护系统研究与设计[D];南方医科大学;2013年

本文编号：2666023