专利名称：基于算法服务器的心电图远程诊断系统的制作方法
技术领域：
本发明属于医学卫生领域(A61B 5/0402)，涉及一种心电图自动诊断系统，具体地 说，涉及一种基于算法服务器的心电图远程诊断系统。
背景技术：
有效的计算机辅助诊断系统将极大地帮助医生提高医疗的准确性，对于心电图来 说，心电图的解读是普遍存在的困难。临床研究表明计算机辅助心电图解读的准确率比一般临床医师和心电图技师更 高，在对七个大类的心脏病诊断即正常，左室肥大，右室肥大，双室肥大，前壁心肌梗死，下 壁心肌梗死，组合心肌梗死的临床研究表明最好的心电图分析程序的准确率与最好的心 脏病专家相当。在STEMI诊断的敏感性和特异性方面，Glasgow大学的研究表明心电分析 程序与心脏病专家没有显著的统计学差异。被美国食品药品管理局推荐的GE Marquetee 12SL分析程序的综合可靠性更是达到了 78. 7%敏感度和76. 特异性，比单个医师的诊 断结果更加可靠。临床评价结果表明尽管心电图分析程序尚不能代替医生，但它能够帮助 年轻医生准确解读心电图，缩短心电图解读的时间。然而目前，带有高性能的计算机辅助诊断功能的高端心电图机普遍价格较贵；其 在国内主要用户是二级以上医院。基层医疗和卫生服务机构，如社区卫生服务中心、服务 站、私人诊所和乡镇卫生院等，对于计算机辅助心电图诊断的需要远大于二三级医院；但较 贵的价格使得在短时间内这些高端心电图机无法进入这些领域。除了价格因素，高端心电图机难以进入基层卫生服务机构，还存在技术方面的原 因。一个好的心电图自动测量程序，要求它能精确且稳定地计算出各种心电图波形的PQRST 波群的起止点和波形参数。所谓稳定性，指的是在存在一定噪声的情况下各个波群的起止 点测量值保持一致。稳定性和精确性是相互矛盾的两个方面，为了测量稳定性和精确性相 互平衡的测量效果，心电图测量常常不得不采用多个层次循环校验的过程，算法的复杂性 极高。目前应用非常普遍的基于嵌入式系统架构的心电图机，限制了复杂的心电图分析算 法的实时运用；心电图机的实时诊断性能难以提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用方便、价格便宜，基于算法服务器的心电图远程诊 断系统。本发明的技术方案是一种基于算法服务器的心电图远程诊断系统，包括至少一个可以发送心电图数据 的心电图源终端和至少一个算法服务器，心电图数据源终端与算法服务器通过网络连接， 心电图数据源终端将心电图数据通过网络发送到算法服务器上，算法服务器中至少包含了 一种心电图分析算法，算法服务器利用心电图分析算法对心电图数据进行自动分析和诊 断，并将诊断结果发送到心电图数据源终端或者其他媒介。
算法服务器是一个运行在个人计算机、计算机工作站或者服务器上的计算机程序。心电图数据是心电图信号，存储心电图信号的数据文件或者是描述心电图特征的参数或文件。心电图数据包含与患者和心电图检查环境有关的信息。心电图诊断结果可以是描述心电图节律和/或波形特征的参数、心电图诊断语句 和/或分类代码；也可以是存储有这些信息的访问地址。心电图分析算法可以对心电图数据进行诸如信号处理、参数测量、节律分析、波形 分析、分类、与其他心电图数据比较或判决的自动分析与诊断，输出心电图诊断结果。其他媒介可以是数据库、文件、电子邮箱或短消息。心电图数据源终端，可以是一般心电图机、心电信号采集器、监护仪或者手持式心 电图仪；也可以是心电图数据库服务器。网络可以是有线的，也可以是无线的。例如计算机局域网，广域网、Internet、 Wifi> GPRS/CDMA、3G无线通信网络以及通过电话线、同轴电缆、双绞线、红外线、蓝牙、超宽 带雷达或光纤等媒介的端到端连接。算法服务器可以同时通过多个网络连接一个或多个心电数数据源终端，算法服务 器对来源于多个心电图数据源终端的心电图数据进行比较诊断，算法服务器可以对同一患 者保存在一个或多个心电图数据源终端的历史心电图数据进行比较诊断。算法服务器是一个运行在个人计算机、计算机工作站或者服务器上的计算机程 序。该程序通过网络或者其他计算机程序获取心电图数据；并调用心电图分析算法对心电 图数据进行诸如信号处理、参数测量、节律分析、波形分析、分类、与其他心电图数据比较或 判决等自动分析与诊断活动；并将诊断结果通过网络或者其他计算机程序返回到心电图数 据源终端或者发送到其他媒介如数据库、文件、电子邮箱或短消息。心电图数据源终端获取心电图诊断结果，并进行存储、显示、转发、修改或者打印 等工作。本发明的有益之处是(1)将传统的局限在单台高端心电图机中的计算机辅助诊断能力扩展为多个心电 图机可以共享的资源。一般心电图机或低端心电图机可以随时随地获取原先只有高端心电 图机才具有的高性能计算机辅助诊断功能，从而有效地帮助基层卫生服务工作人员对心电 图进行快速和准确的诊断。(2)突破了单台机器计算能力的界限，使得各种复杂的心电图分析和诊断算法通 过强计算能力的计算机加以应用。原先只运行在实验室环境里的复杂心电图算法，因此可 以实用化；商用的计算机辅助心电图诊断的可靠性也会得到相应的提升。(3)实现了远程心电图自动诊断服务功能，心电图机因此走向家庭。
图1是本发明的一般结构示意图；图2是本发明的一般工作流程示意图；图3是基于远程诊断的心电图机的结构示意图4是一个算法服务器和多个心电图数据源终端的系统结构示意图；图5是多个算法服务器和多个心电图数据源终端的系统结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和多个实施例对本发明加以详细说明。参见图1，心电图远程诊断系统包含至少一个心电图数据源终端1和至少一个算法服务器2。心电图数据源终端1和算法服务器2之间通过网络3相连，心电图数据源终端 1发送心电图数据给算法服务器2 ；算法服务器2自动分析心电图数据并对其进行分析和诊 断，并将诊断结果发送给心电图数据源终端1或者其他媒介如数据库、文件、电子邮箱、短 消息等。心电图数据源终端1可以是一般心电图机、心电信号采集器、监护仪或者手持式 心电图仪；也可以是心电图数据库服务器或者其他可以发送心电图数据的设备或系统。网络3可以是有线或者无线的；例如计算机局域网，广域网、Internet、Wifi、 GPRS/CDMA,3G无线通信网络以及通过电话线、同轴电缆、双绞线、红外线、蓝牙、超宽带雷达 或光纤等媒介的端到端连接。算法服务器2是一个运行在个人计算机、计算机工作站或者服务器上的计算机程 序。该程序通过网络或者其他计算机程序获取心电图数据；并调用心电图分析算法对心电 图数据进行诸如信号处理、参数测量、节律分析、波形分析、分类、与其他心电图数据比较或 判决等自动分析与诊断活动；并将诊断结果通过网络或者其他计算机程序返回到数据源终 端或者发送到其他媒介如数据库、文件、电子邮箱、短消息等。心电图数据源终端1获取心电图诊断结果，并进行诸如存储、显示、转发、修改和 打印等工作。心电图数据是指心电图信号，存储心电图信号的数据文件或者是经过处理的描述 心电图特征的参数或文件。心电图数据中可能包含有关患者以及心电图检查环境的信息。心电图诊断结果可以是描述心电图节律和/或波形特征的参数，心电图诊断语句 和/或分类代码，也可以是存储这些信息的访问地址。参见图2。心电图远程诊断系统的一般工作流程是心电图数据源终端1启动远程诊断程序，向算法服务器2发送“远程诊断服务请 求”，“远程诊断服务请求”中包含有“接收诊断结果的方式”的信息，除了心电图数据源终端 1之外，“接收诊断结果的方式”还包括数据库、文件、电子邮箱、短消息等。心电图数据源终端1等待算法服务器2的应答；若等待超时，则结束“远程诊断程 序”返回“远程诊断失败”标志。算法服务器2根据“远程诊断服务请求”的类型，检查系统中可用的服务资源；如 果服务资源可用，算法服务器2分配一个独立的诊断服务线程16给该服务请求，并向心电 图数据源终端1发送“接受服务请求”的应答信息；否则发送“拒绝服务请求”的应答信息。诊断服务线程16利用算法服务器2提供的“服务请求”信息初始化诊断服务。心电图数据源终端1接收算法服务器2的应答信息。如果服务请求被接受，则心 电图数据源终端1向算法服务器2发送“心电图数据”；否则结束“远程诊断程序”并返回 “远程诊断被拒”标志。
心电图数据源终端1等待接收算法服务器2发送的诊断结果。若超时，则结束“远 程诊断程序”并返回“远程诊断超时”标志。算法服务器2中的诊断服务线程16等待接收心电图数据源终端1发送来的“心电 图数据”;若等待超时，则结束此次远程心电图诊断服务。算法服务器2中的诊断服务线程16缓存并解析这些“心电图数据”;调用心电图分 析算法对“心电图数据”进行诸如信号处理、参数测量、节律分析、波形分析、分类或判别等 自动分析与诊断活动。心电图分析算法输出的结果可以是描述心电图节律和/或波形特征 的参数、心电图诊断语句和/或分类代码。算法服务器2中的诊断服务线程16将心电图数据和心电图分析算法产生的结果 以文件或者数据库表单的方式保存到算法服务器2或者其他数据库服务器中，以备复查；算法服务器2中的诊断服务线程16根据“远程诊断服务请求”中的“接收诊断结 果的方式”发送诊断结果；然后结束此次远程心电图诊断服务。诊断结果可以是心电图分 析算法输出的直接结果，也可以是存储有这些结果的访问地址。心电图数据源终端1接收并保存从算法服务器2发送的诊断结果，结束“远程诊断 程序”并返回“远程诊断成功”标志。实施例1 参见图3，心电图机4作为一种心电图数据源终端1通过网络3连接到算法服务器 2。心电图机4通过连接器7与安放在患者5胸前和肢体上的心电电极6相连，心电 图机4实时采集患者5的心电图信号。心电图机4中包括采集电路8，采集电路8对心电图信号进行初步处理，例如信号 隔离、掉线检测、信号质量检测、右腿驱动、滤波、放大等等。心电图机4中包括模数转换器9，模数转换器9将模拟心电图信号转换成数字心电
图信号。心电图机4中包括数字处理器10，数字处理器10与采集电路8相连，数字处理器 10发送控制指令到采集电路8，控制采集电路8的信号采集过程。数字处理器10与模数转换器9相连，从模数转换器9中读取数字心电图信号，数 字处理器10中的中央处理单元CPU对数字心电图信号进行处理。心电图机4包括通讯模块15，通讯模块15与数字处理器10相连，在数字处理器 10的控制下，通讯模块15通过网络3与远程的算法服务器2进行数据交换，通讯模块15将 数字心电图信号、经数字处理器10处理得到的数据和/或与患者5有关的信息发送到算法 服务器2中，算法服务器2对这些信息进行分析和诊断后，将心电图诊断结果发送回通讯模 块15，通讯模块15把从算法服务器2接收到心电图诊断结果提交给数字处理器10。心电图机4包括键盘11。心电图机4的使用者可以通过键盘11输入或编辑与患 者5和心电图检查环境相关的信息，与患者5相关的信息包括姓名、性别、年龄、身高、体重、 以及心电图检查原因等信息。心电图机4的使用者可以通过键盘11编辑或修改经数字处理器10处理得到的数据、经通讯模块15得到的心电图诊断结果、以及心电图报告等。心电图机4的使用者通过键盘11输入对心电图机4的操作命令；数字处理器10接受这些命令，发送控制指令到与数字处理器10相连的模块和设备中，控制心电图机4的 运行。心电图机4包括显示器12，显示器12用图形和文本方式展示心电图机4的操作过 程、状态信息、心电图波形、经数字处理器10处理得到的数据、经通讯模块15得到的心电图 诊断信息、以及通过键盘11输入或编辑的内容。心电图机4包括打印机模块13，打印机模块13与数字处理器10相连，接受数字处 理器10的控制命令，打印输出心电图报告。心电图机4包括存储单元14，存储单元14与数字处理器10相连，接受数字处理 器10的控制指令，保存与患者相关的信息、数字心电图信号、经数字处理器10处理得到的 数据、心电图诊断结果、以及心电图报告等。实施例2 参见图4，多个心电图数据源终端1通过不同的网络3连接到算法服务器2。心电图数据源终端1可以是一般心电图机、心电信号采集器、监护仪或者手持式 心电图仪；也可以是心电图数据库服务器或者其他可以发送心电图数据的设备或系统。多个不同的网络3可以是同构的，也可以是异构的，它们可以是包括计算机局域 网，广域网、Internet、Wifi、GPRS/CDMA、3G无线通信网络以及通过电话线、同轴电缆、双绞 线、红外线、蓝牙、超宽带雷达和光纤等媒介的端到端连接等在内的多种网络中的任何一种 或多种。算法服务器2通过不同的网络接口与多个网络3相连。实施例3 参见图5，多个心电图数据源终端1通过不同的网络3与多个算法服务器2相连。 不同的算法服务器2之间可以直接相连，也可以通过一个专有的网络S相连。不同算法服 务器2之间的直接相连，可以是通过同一台计算机中的不同进程或线程间的通讯来实现， 也可以是通过两台不同计算机间的端到端连接来实现。不同算法服务器2中可以包含相同或者不同的心电图分析算法。不同算法服务器2之间可以相互调用对方的服务，从而获得不同算法服务器2产 生的诊断结果，调用方的算法服务器2对多个被调用方的算法服务器2的诊断结果进行评 判、表决或综合，作为自己的诊断结果。—个算法服务器2可以从多个不同的心电图数据源终端1获得同一个患者5的心 电图数据。例如，一个心电图数据源终端1是心电图机，另一个心电图数据源终端1是保存 有同一患者5的历史心电图信息的数据库系统，算法服务器2对来自不同心电图数据源终 端1的同一患者不同时期的心电图数据进行比较，作出诊断。
权利要求
一种基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于包括至少一个可以发送心电图数据的心电图源终端(1)和至少一个算法服务器(2)，心电图数据源终端(1)与算法服务器(2)通过网络(3)连接，心电图数据源终端(1)将心电图数据通过网络(3)发送到算法服务器(2)上，算法服务器(2)中至少包含了一种心电图分析算法，算法服务器(2)利用心电图分析算法对心电图数据进行自动分析和诊断，并将诊断结果发送到心电图数据源终端(1)或者其他媒介。
2.根据权利要求1所述的基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于算法 服务器(2)是一个运行在个人计算机、计算机工作站或者服务器上的计算机程序。
3.根据权利要求1所述的基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于心电 图数据是心电图信号，存储心电图信号的数据文件或者是描述心电图特征的参数或文件。
4.根据权利要求1所述的基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于心电 图数据包含与患者(5)和心电图检查环境有关的信息。
5.根据权利要求1所述的基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于心电 图诊断结果可以是描述心电图节律和/或波形特征的参数、心电图诊断语句和/或分类代 码；也可以是存储有这些信息的访问地址。
6.根据权利要求1所述的基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于心电 图分析算法可以对心电图数据进行诸如信号处理、参数测量、节律分析、波形分析、分类、与 其他心电图数据比较或判决的自动分析与诊断，输出心电图诊断结果。
7.根据权利要求1所述的基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于其他 媒介可以是数据库、文件、电子邮箱或短消息。
8.根据权利要求1所述的基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于心电 图数据源终端(1)，可以是一般心电图机、心电信号采集器、监护仪或者手持式心电图仪； 也可以是心电图数据库服务器。
9.根据权利要求1所述的基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于网络 (3)可以是有线的，也可以是无线的。
10.根据权利要求1所述的基于算法服务器的心电图远程诊断系统，其特征在于算法 服务器(2)可以同时通过多个网络(3)连接一个或多个心电数数据源终端(1)，算法服务器 (2)对来源于多个心电图数据源终端(1)的心电图数据进行比较诊断，算法服务器(2)可以 对同一患者保存在一个或多个心电图数据源终端的历史心电图数据进行比较诊断。
全文摘要
本发明公开了一种基于算法服务器的心电图远程诊断系统，该系统至少包括一个可以发送心电图数据的源终端和一个算法服务器，算法服务器可以部署在与数据源终端相距很远的地方，数据源终端与算法服务器通过网络连接，数据源终端将心电图数据通过网络发送到算法服务器中，算法服务器中至少包含了一种心电图分析算法，算法服务器利用心电图分析算法对心电图数据进行自动分析和诊断，并将诊断结果返回到数据源终端或者其他媒介如数据库、文件、电子邮箱或短消息。
文档编号A61B5/0402GK101828913SQ201010147678
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者刘稳国, 陈耀 申请人:无锡市优特科科技有限公司