长时程动态心电数据拓传设备、系统和心电数据拓传方法与流程

1.本发明涉及心电数据传输技术，尤其涉及一种长时程动态心电数据拓传设备、系统和心电数据拓传方法。


背景技术：

2.智慧医疗设备，是通过将先进传感技术、物联网技术及人工智能运用到医疗设备上，对患者相关的重要生物信息进行采集、存储、传输和分析处理以快速得出诊断结果。智慧医疗设备不仅使医护工作实现
″
无纸化、智能化、高效化
″
，减轻了医护人员的工作强度，提升了诊疗速度，让诊疗更加精准，还给予患者以全面、专业、个性化的医疗体验。
3.由于智慧医疗设备需要采集、存储、传输的人体生物信息数据量非常庞大，数据内容极其复杂、多样，数据分析处理核心算法的运行极其耗时耗资源，因此也就存在许多缺陷。比如目前的长时程动态心电记录仪就存在以下缺陷：(1)必须配备智能手机，长时程动态心电记录仪将采集的原始心电数据传输给智能手机，心电数据分析处理的核心算法只能在智能手机上运行，增加了使用成本；(2)心电记录仪与智能手机的互联需要人为操作，加大了老弱病残等群体的使用负担。(3)动态心电数据的连续完整性得不到保障。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种长时程动态心电数据拓传设备、系统，以减少用户操作负担，并降低使用成本。
5.本发明的另一目的在于提供一种基于上述长时程动态心电数据拓传设备、系统的心电数据拓传方法，以确保数据的连续完整性，减少数据错误。
6.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
7.根据本发明的第一方面，提供了一种长时程动态心电数据拓传设备，包括ble主机模块、存储模块、主控模块和通讯模块，所述ble主机模块、存储模块和通讯模块均与所述主控模块连接；其中，所述ble主机模块用于连接心电记录仪；所述存储模块用于存储获取到的动态心电原始数据；所述通讯模块用于将分析处理得到的心电诊断数据传输到数据服务器；所述主控模块用于驱动所述ble主机模块、存储模块和通讯模块。
8.在一实施例中，所述ble主机模块与所述心电记录仪使用来自相同制造商的运行ble5.0协议栈的soc芯片。
9.在一实施例中，所述主控模块内部包括大容量ddr。
10.在一实施例中，所述存储模块容量大于2gb。
11.在-实施例中，所述存储模块为spi接口或sdio接口。
12.根据本发明的第二方面，提供了一种心电拓传系统，包括心电记录仪、长时程动态
心电数据拓传设备和数据服务器，所述心电记录仪与所述长时程动态心电数据拓传设备信号连接，所述长时程动态心电数据拓传设备与所述数据服务器信号连接，所述长时程动态心电数据拓传设备如第一方面所述。
13.根据本发明的第三方面，提供了一种心电数据拓传方法，包括以下步骤：
14.心电记录仪采集心电数据；
15.长时程动态心电数据拓传设备与心电记录仪建立ble连接；
16.长时程动态心电数据拓传设备获取心电数据；
17.长时程动态心电数据拓传设备将心电数据存入存储模块；
18.长时程动态心电数据拓传设备使用数据连续性校验算法对数据进行校验；
19.长时程动态心电数据拓传设备读取存储模块数据；
20.长时程动态心电数据拓传设备分析心电数据得到心电诊断数据；
21.长时程动态心电数据拓传设备将心电诊断数据上传到数据服务器。
22.在一实施例中，所述长时程动态心电数据拓传设备将心电数据存入存储模块，包括：
23.将采样点数据依次存入一级队列，所述采样点数据由心电记录仪按照固定采样频率采集；
24.一级队列每满a个采样点，就保留有效心电数据后入队二级队列；
25.二级队列每满b个采样点，就放入开辟的大容量ram池中；
26.当ram池中的心电数据大于c值后，将心电数据写入存储块，每写完一个存储块，都立即读回对比。
27.在一实施例中，所述数据连续性校验算法包括：
28.获取心电记录仪的读指针；
29.获取心电记录仪的写指针；
30.计算得到心电记录仪当前存储数据的总数据量；
31.获取长时程动态心电数据拓传设备与心电记录仪单次交互获取到的数据量；
32.根据ble数据传输次数进行累加，计算得到长时程动态心电数据拓传设备收到的数据量；
33.将长时程动态心电数据拓传设备收到的数据量与心电记录仪当前存储数据的总数据量进行对比，如果相等，则判定长时程动态心电数据拓传设备收到的数据为连续完整的，进行后续步骤；如果不相等，则判定长时程动态心电数据拓传设备收到的数据不是连续完整的，从断开的地址开始重新获取心电数据。
34.在一实施例中，长时程动态心电数据拓传设备根据当前存储模块中的数据量决定是否读取存储模块数据。
35.本发明实施例的有益效果是：本发明提供的长时程动态心电数据拓传设备，功能集成度高，能够自动连接心电记录仪、对心电数据进行分析处理，并上传诊断数据，减少了用户的操作负担，降低了使用成本。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
37.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
38.图1是本技术实施例心电拓传系统的结构框图；
39.图2是本技术实施例心电拓传方法流程示意图；
40.图3是本技术实施例数据连续性校验算法流程示意图。
具体实施方式
41.以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
42.如图1所示，本技术实施例提供了一种心电拓传系统，包括心电记录仪5、长时程动态心电数据拓传设备和数据服务器6，心电记录仪5与长时程动态心电数据拓传设备信号连接，长时程动态心电数据拓传设备与数据服务器6信号连接。需要说明的是，信号连接方式可以有多种，例如蓝牙、4g、5g等。在本实施例中，心电记录仪5与长时程动态心电数据拓传设备通过ble(bluetoothlowenergy蓝牙低功耗)无线通道连接，长时程动态心电数据拓传设备与数据服务器6通过4g无线网络连接。
43.其中，长时程动态心电数据拓传设备包括ble主机模块1、存储模块2、主控模块3和通讯模块4，ble主机模块1、存储模块2和通讯模块4均与主控模块3连接。在本实施例中，ble主机模块1通过usart1接口与主控模块3连接，存储模块2通过spi或sdio接口与主控模块3连接，通讯模块4通过usart2接口与主控模块连接。
44.功能方面，ble主机模块1用于连接心电记录仪5；存储模块2用于存储获取到的动态心电原始数据；通讯模块4用于将分析处理得到的心电诊断数据传输到数据服务器6；主控模块3用于驱动ble主机模块1、存储模块2和通讯模块4。
45.需要注意的是，ble主机模块1需要与心电记录仪5使用来自相同制造商的运行ble5.0协议栈的soc芯片。主控模块3采用含32mb容量ddr内存的mcu。存储模块2的容量应大于2gb。
46.ble主机模块1将接收到的心电数据通过串口发送给主控模块3，主控模块3接收到动态心电数据后再通过fatfs文件系统以文件形式将数据写入存储模块2，主控模块3每隔一段时间读存储模块2中的心电数据文件，运行心电分析处理的核心算法得到诊断结果，最后通过通讯模块4将诊断结果按照特定格式以http协议上传到数据服务器6。
47.长时程动态心电数据拓传设备自动连接心电记录仪的步骤如下：
48.①
心电记录仪设置固定的广播名称及特定的广播uuid，并将其mac地址加入广播数据中；
49.②
ble主机模块1将
①
中的广播名称及广播uuid加入扫描过滤条件；
50.③
ble主机模块1扫描到过滤后的心电记录仪，将其mac地址及其它信息添加到连接白名单中并保存到内部flash；
51.④
经过步骤
③
，ble主机模块1与心电记录仪成功一对一绑定；
52.⑤
ble主机模块1下一次开机后，会自动连接白名单中的心电记录仪；
53.⑥
连接心电记录仪后会进行一次密码验证的数据交互过程，保证数据不被第三方窃取。
54.与上述心电拓传系统相对应地，本技术实施例还提供了一种心电数据拓传方法，如图2所示，包括以下步骤：
55.a.心电记录仪采集心电数据；
56.b.长时程动态心电数据拓传设备与心电记录仪建立ble连接；
57.c.长时程动态心电数据拓传设备获取心电数据；
58.d.长时程动态心电数据拓传设备使用数据连续性校验算法对数据进行校验；
59.e.长时程动态心电数据拓传设备将心电数据存入存储模块；
60.f.长时程动态心电数据拓传设备读取存储模块数据；
61.g.长时程动态心电数据拓传设备分析心电数据得到心电诊断数据；
62.f.长时程动态心电数据拓传设备将心电诊断数据上传到数据服务器。
63.在可能的实施例中，步骤f中长时程动态心电数据拓传设备根据当前存储模块中的数据量决定是否读取存储模块数据。
64.在可能的实施例中，步骤c长时程动态心电数据拓传设备获取心电数据，包括：
65.c1.将采样点数据依次存入一级队列(fifo，先入先出)，采样点数据由心电记录仪按照固定采样频率(例如250hz)采集；
66.c2.一级队列每满a(例如10)个采样点，就保留有效心电数据后入队二级队列；
67.c3.二级队列每满b(例如50)个采样点，就放入开辟的大容量ram池中；
68.c4.当ram池中的心电数据大于c值后，将心电数据写入存储块，每写完一个存储块，都立即读回对比，以防止写存储模块失败。
69.通过这样的数据获取方式，能够保证采样点的连续性。
70.如图3所示，步骤d中，采用的数据连续性校验算法包括：
71.1)获取心电记录仪的读指针；
72.2)获取心电记录仪的写指针；
73.3)计算得到心电记录仪当前存储数据的总数据量；
74.心电记录仪当前存储数据的总数据量＝(写指针-读指针)/每个数据包的有效心电数据长度，如果不能被整除则需要加1。
75.4)获取长时程动态心电数据拓传设备与心电记录仪单次交互获取到的数据量；
76.单次交互获取到的数据量可由ble协议栈底层返回；
77.5)根据ble数据传输次数进行累加，计算得到长时程动态心电数据拓传设备收到的数据量；
78.6)将长时程动态心电数据拓传设备收到的数据量与心电记录仪当前存储数据的总数据量进行对比，如果相等，则判定长时程动态心电数据拓传设备收到的数据为连续完整的，进行后续步骤；如果不相等，则判定长时程动态心电数据拓传设备收到的数据不是连续完整的，从断开的地址开始重新获取心电数据。
79.长时程动态心电数据拓传设备收到的数据量与心电记录仪当前存储数据的总数
据量相等的条件为：数据头部的地址＝写指针-单次交互获取到的数据量+4且心电记录仪当前存储的总数据包＝ble数据传输次数。
80.上述数据连续性校验算法和上述数据存入方法有效地确保了数据的连续完整性，能有效避免造成数据错误。
81.例如：
82.i、传输的每一包数据＝4字节地址信息r_addr+200有效心电数据长度，有效心电数据长度根据ble协议中的mtu取值，其加上地址信息《＝mtu即可，此处取200；
83.ii、获取长时程动态心电记录仪当前读写指针位置rd_addr、wr_addr；
84.iii、若(wr_addr-ra_addr)％200＝0，需要传输的包数frame_total＝(wr_addr-rd_addr)/200，若(wr_addr-rd_addr)％200！＝0，则frame_total＝(wr_addr-rd_addr)/200+1；
85.iv、每传输一次数据传输总次数的计数transfer_count加1，ble协议栈底层会返回传输的数据长度data_length；
86.v、当前包中的地址信息r_addr＝wr_addr-data_length+4；
87.vi、frame_total＝＝transfer_count；
88.vii、判断v和vi是否成立，从而判断数据是否连续完整；
89.若数据连续完整，则存入外部flash存储模块并更新读指针为最后一包数据的地址信息。若发现数据有缺失，则将地址依次对比找出断点，更新读指针地址为断点处的地址，重新获取心电数据。
90.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
91.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
92.以上所述仅为本技术的较佳实例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。