一种减少PH胶囊无线检测系统数据丢失的方法及系统与流程

本发明涉及医疗技术领域，特别是涉及一种减少PH胶囊无线检测系统数据丢失的方法及系统。

背景技术：

胃食管反流病(GERD)是指胃内容物反流至食管引起的烧心、反酸、胸骨后疼痛等症状或并发症，严重影响患者的生活质量。随着人们生活方式和饮食结构的改变，GERD的发病率逐渐增加。GERD的诊断依据主要包括临床症状、PPI试验性治疗、胃镜检查及食管PH检测等动力学方法，其中，酸反流是GERD的主要原因，而食管PH检测为GERD的确诊依据，因此检测食管PH值显得越来越重要。

传统方式是应用24小时导管式食管PH检测，主要是将PH电极经鼻孔插入食管置于食管上括约肌上方5cm处，导管另外一端与便携式记录仪相连，用于评价患者症状相关性及治疗效果，但由于它需经鼻腔置管，会造成咽喉部不适，影响正常生活及饮食习惯，导致检查结果存在潜在的假阴性等。

近年来，市面上出现的无线食管胶囊PH检测系统在此基础上作了改进，该系统包括PH胶囊、数据记录仪、分析软件和固定装置，从一定程度上克服了上述缺点，它将PH胶囊通过“别针”固定方式固定于食道壁上，记录到的PH数据以无限方式从PH胶囊中的视频模块传输到患者腰间的数据记录仪上的接收模块。

2010年，Esparza EA教授对使用PH胶囊无线检测系统的60例患者失败的原因进行了分析，信号传输问题(数据丢失)引起的失败比例为4.5％。造成数据丢失原因一方面是传输过程部分bit位丢失，造成接收到的数据错位(接收到其它帧的数据)，另一方面是部分bit为误码，在数据帧的接收端通不过校验而丢失。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种减少PH胶囊无线检测系统数据丢失的方法及系统。

为了实现本发明的上述目的，本发明的第一个方面提供提供了一种减少PH胶囊无线检测系统数据丢失的方法，包括PH胶囊的微型处理器发送处理步骤；或者包括PH胶囊的微型处理器发送处理步骤和记录仪的微型处理器接收处理步骤两者；

所述PH胶囊的微型处理器发送处理步骤包括：

S11，PH胶囊的微型处理器将时间t内采集的PH数据封装成PH数据包，在PH数据包中加入第一校验和第一纠错编码获得第一数据包；

S12，复制PH数据包并在复制的PH数据包中加入第二校验和第二纠错编码获得复制数据包；

S13，在第一数据包之前添加帧头；

S14，将帧头、第一数据包和至少一个复制数据包组成帧数据，对帧数据处理后发送至记录仪的微型处理器；

所述记录仪的微型处理器接收处理步骤包括：

S21，记录仪的微型处理器接收帧数据并去掉帧头；

S22，分别计算对第一数据包和复制数据包中PH数据包的校正子，基于校正子判断PH数据包的正确性，若至少有一个PH数据包正确，则利用记录仪存储正确的PH数据包，该帧数据传输结束，否则进入S23；

S23，对第一数据包和复制数据包进行纠错译码，获得纠正后的两个PH数据包、第一校验和/或第二校验；

S24，利用纠正后的第一校验和/或第二校验校验纠正后的两个PH数据，若至少有一个PH数据包校验通过，则利用记录仪存储正确的PH数据包，否则认为丢失该数据帧，该帧数据传输结束。

在PH胶囊的微型处理器端在PH数据包和校验中加入纠错编译码，同时增加发送含有PH数据包的复制数据包来提高数据帧抗干扰的能力；在记录仪的微型处理器端先对加入了纠错编码的PH数据包计算校正子并判断正确性，获取正确的PH数据包，同时纠错译码发现和纠正PH数据包的错误，当PH数据包正确性判断失败时，再利用纠正后的第一校验和/或第二校验对纠正后的两个PH数据包进行校验，增加了校验通过率，减少了数据帧的丢失。

在本发明的另一种优选实施方式中，在所述S11步骤中，所述第一数据包中的PH数据包和第一校验分别加入第一纠错编码；

和/或在所述S12步骤中，所述复制数据包中的PH数据包和第二校验分别加入第二纠错码。

对第一校验、第二校验和PH数据加入不同的纠错编码，便于在记录仪的微型处理器端区分是PH数据包出错还是第一校验或第二校验出错。由于疾病诊断需要的是有效的PH数据，因此如果是第一校验或第二校验出错，PH数据包不出错，那么数据帧依然可以保留，减少丢失率。

在本发明的再一种优选实施方式中，在所述S11步骤中，将第一数据包中的PH数据包分为两个或两个以上部分，分别给每个部分加入第一纠错编码；

在所述S12步骤中，将复制数据包中的PH数据包分为同样的两个或两个以上部分，分别给每个部分加入第二纠错编码。

减小因PH数据包中部分数据错误而丢失整个数据包的概率，增强数据传输的抗干扰能力。

在本发明的再一种优选实施方式中，在所述S22步骤中，

分别计算第一数据包中PH数据包各部分的校正子，基于各校正子判断该PH数据包中各部分的正确性；

分别计算复制数据包中PH数据包各部分的校正子，基于各校正子判断PH数据包中各部分的正确性；

若第一数据包中PH数据包的正确部分和复制数据包中PH数据包的正确部分结合能组成一个完整的PH数据包，则利用记录仪存储结合组成的PH数据包，该帧数据传输结束。

对PH数据包分部计算校正子和判断，将两个PH数据包中正确部分结合来判断整个PH数据包的正确性，能进一步的减少了数据包丢失。

在本发明的再一种优选实施方式中，分别加入所述第一数据包中的PH数据包和第一校验的第一纠错编码相同或不相同；

和/或分别加入所述复制数据包中的PH数据包和第二校验的第二纠错编码相同或不相同。

分别加入第一数据包中的PH数据包和第一校验的第一纠错编码相同，以及分别加入复制数据包中的PH数据包和第二校验的第二纠错编码相同，有利于简化加入纠错编码，计算校正子，以及译码处理过程；分别加入第一数据包中的PH数据包和第一校验的第一纠错编码不相同，以及分别加入复制数据包中的PH数据包和第二校验的第二纠错编码不相同，有利于提高数据帧传输中的抗干扰能力。

在本发明的再一种优选实施方式中，所述第一纠错编码和第二纠错编码相同或不相同。

第一纠错编码和第二纠错编码相同有利于简化加入纠错编码，计算校正子，以及译码处理过程；第一纠错编码和第二纠错编码不相同有利于提高数据帧传输中的抗干扰能力。

在本发明的再一种优选实施方式中，所述第一校验和第二校验相同或不相同。

第一校验和第二校验相同，被纠错译码纠正后的第一校验和第二校验可对纠正后的任一PH数据包进行校验，不需要匹配对应，有利于减少数据帧丢失。

在本发明的再一种优选实施方式中，所述第一纠错编码和/或第二纠错编码为前向纠错编码。

前向纠错编码可以自动纠正传输误码。确保PH数据包信息完整。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种PH胶囊无线检测系统，包括PH胶囊和记录仪，

所述PH胶囊包括PH传感器、采样电路、PH胶囊的微型处理器和无线发送模块；

所述记录仪包括无线接收模块和记录仪的微型处理器；

PH传感器输出端与采样电路输入端连接，采样电路输出端与PH胶囊的微型处理器信号输入端连接，PH胶囊的微型处理器数据输出端与无线发送模块输入端连接，无线发送模块输出端与无线接收模块输入端无线连接，无线接收模块输出端与记录仪的微型处理器数据输入端连接；

所述PH胶囊的微型处理器和记录仪的微型处理器分别按照上述任一方法进行PH数据发送处理和接收处理，以减少数据丢失。

在PH数据包无线数据传输中增加纠错编译码和复制数据包，有效地减少了数据帧丢失，提高PH胶囊无线检测系统的患者检测成功率。

附图说明

图1是现有技术中PH胶囊无线检测系统的数据帧结构图；

图2是本发明一实施方式中数据帧结构图；

图3是本发明一实施方式中方法执行流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图1所示为现有技术中PH胶囊无线检测系统的数据帧结构图，现有技术将数据帧发送周期T内采集的PH数据，添加帧头与校验组合成一帧数据，发送到记录仪，记录仪对接收到的一帧数据进行校验，校验通过，则将有效的PH数据包存储，校验失败，则丢弃该数据帧。该种数据帧结构在传输过程存在：当部分bit位丢失或部分bit为误码时，无法检验发现并进行纠错，并且PH数据只发送一次，数据帧很容易在接收端校验不通过而丢失。

本发明提供了一种减少PH胶囊无线检测系统数据丢失的方法，在一种优选实施方式中，该方法包括PH胶囊的微型处理器发送处理步骤；或者包括PH胶囊的微型处理器发送处理步骤和记录仪的微型处理器接收处理步骤两者；

PH胶囊的微型处理器发送处理步骤包括：

S11，PH胶囊的微型处理器将时间t内采集的PH数据封装成PH数据包，在PH数据包中加入第一校验和第一纠错编码获得第一数据包；

S12，复制PH数据包并在复制的PH数据包中加入第二校验和第二纠错编码获得复制数据包；

S13，在第一数据包之前添加帧头；

S14，将帧头、第一数据包和至少一个复制数据包组成帧数据，对帧数据处理后发送至记录仪的微型处理器；

记录仪的微型处理器接收处理步骤包括：

S21，记录仪的微型处理器接收帧数据并去掉帧头；

S22，分别计算第一数据包和复制数据包中PH数据包的校正子，基于校正子判断PH数据包的正确性，若至少有一个PH数据包正确，则利用记录仪存储正确的PH数据包，该帧数据传输结束，否则进入S23；

S23，对第一数据包和复制数据包进行纠错译码，获得纠正后的两个PH数据包、第一校验和/或第二校验；

S24，利用纠正后的第一校验和/或第二校验校验纠正后的两个PH数据包，若至少有一个PH数据包校验通过，则利用记录仪存储正确的PH数据包，否则认为丢失该数据帧，该帧数据传输结束。

在本实施方式中，PH数据封装成PH数据包，就是将t时间内采集的PH数据组合成固定字节数据包的过程。PH数据包的字节数为PH数据包中每个PH数据占用字节数的总和，或者根据PH数据包总位数占用字节数确定。PH数据包中数据顺序可以按照采集顺序组合，也可将每个PH数据的低字节数据放在前面，再将每个PH数据的高字节组合后放在后面。

比如：t时间内采集的PH数据个数为4个，每个PH数据包含10位，需要两字节存储空间，因此共需要8个字节的存储空间。或者根据PH数据包中包含4*10＝40位数据，只需占用5个字节存储空间，为了节省空间，可以将这40位数据组合成40/8＝5个字节的数据包。PH数据包中的数据顺序可以按照PH采集的顺序组合，也可以将每个PH数据的前8位低字节数据放在前面形成4个字节数据，再将每个PH数据的2位高字节组合成一个字节放在后面。

在本实施方式中，对帧数据处理包括滤波和调制，记录仪的微型处理器接收帧数据进行解调处理后，去掉帧头。

在本实施方式中，复制数据包也可通过复制第一数据包获得。考虑到数据传输时效性，优选的，复制数据包个数为1个。记录仪的微型处理器端，校正子的计算过程与纠错编码类型对应，不同类型的纠错编码的校正子计算方法和纠正过程不同，按照纠错编码类型分别计算第一数据包与复制数据包中PH数据包的校正子，若校正子为零，则该校正子对应的PH数据包正确，若校正子不为零，则其对应的PH数据包错误，需要进行纠错译码纠正。

在本实施方式中，当PH数据包的校正子均不为零，即PH数据包均被判断为错误时，可利用纠错译码中纠正后的第一校验和/或第二校验分别对纠正后的两个PH数据包进行校验，若至少有一个PH数据包校验通过，则利用记录仪存储校验通过的PH数据包，否则认为校验数据包丢失。

在本实施方式中，第一校验和第二校验可为2个字节，第一校验中加入的纠错编码与第二校验中加入的纠错编码可不同，也可相同。时间t至少为一个采集周期T，采集周期T与PH胶囊无线检测系统中的PH传感器采样频率对应。

在本发明的一种优选实施方式中，在S11步骤中，第一数据包中的PH数据包和第一校验分别加入第一纠错编码；

和/或在所述S12步骤中，复制数据包中的PH数据包和第二校验分别加入第二纠错码。

在本实施方式中，先对第一数据包中的PH数据包或复制数据包中的PH数据包进行纠错编码，然后再对第一校验或第二校验进行纠错编码；或者先对第一校验或第二校验进行纠错编码，然后再对第一数据包中的PH数据包或复制数据包中的PH数据包进行纠错编码。通过给PH数据包、第一校验或第二校验加入不同纠错编码，能区分哪部分数据出错，不因第一校验或第二校验的出错影响PH数据包的正确性判断。

在本发明的一种优选实施方式中，在S11步骤中，将第一数据包中的PH数据包分为两个或两个以上部分，分别给每个部分加入第一纠错编码；

在S12步骤中，将复制数据包中的PH数据包分为同样的两个或两个以上部分，分别给每个部分加入第二纠错编码。

在本实施方式中，假设一个PH数据包为6个字节，均分为3个部分，每个部分2个字节，选用不同或相同的纠错编码加入各部分，按照上述方法分别对第一数据包中的PH数据包和复制数据包中的PH数据包进行处理，第一数据包中的PH数据包获得加入纠错编码后的3个部分，记做x1,x2,x3，同理复制数据包中的PH数据包获得加入纠错编码后的3个部分，记做y1,y2,y3。在记录仪的微型处理器端接收到该数据后，分别计算x1,x2,x3，y1,y2,y3的校正子，并根据校正子判断六个部分的正确性。判断x1,x2,x3的校正子是否均零，或者y1,y2,y3的校正子均为零，若有均为零的，则对应的PH数据包正确。

在本发明的一种优选实施方式中，在S22步骤中，

分别计算第一数据包中PH数据包各部分的校正子，基于各校正子判断该PH数据包中各部分的正确性；

分别计算复制数据包中PH数据包各部分的校正子，基于各校正子判断PH数据包中各部分的正确性；

若第一数据包中PH数据包的正确部分和复制数据包中PH数据包的正确部分结合能组成一个完整的PH数据包，则利用记录仪存储结合组成的PH数据包，该帧数据传输结束。

在本实施方式中，判断x1校正子和y1校正子,若有一个为零，则对应的PH数据部分是正确的；依次对x2校正子和y2校正子,x3校正子和y3校正子进行判断。若正确部分结合能组合成一个完整的PH数据包，那么认为组合的PH数据包是正确的，可以存储。比如x1,y2,y3的校正子全为零，说明x1,y2,y3均正确，他们能组合成一个正确的PH数据包，能减少了PH数据包丢失率。

在本发明的一种优选实施方式中，分别加入第一数据包中的PH数据包和第一校验的第一纠错编码相同或不相同；

和/或分别加入复制数据包中的PH数据包和第二校验的第二纠错编码相同或不相同。

在本实施方式中，第一数据包中PH数据包加入的纠错编码为RS纠错编码，第一校验中加入的纠错编码为BCH纠错编码；和/或复制数据包的PH数据包加入的纠错编码为RS纠错编码，第二校验中加入的纠错编码为BCH纠错编码。

在本发明的一种优选实施方式中，第一纠错编码和第二纠错编码相同或不相同。

在本发明的一种优选实施方式中，第一校验和第二校验相同或不相同。

在本发明的一种优选实施方式中，第一纠错编码和/或第二纠错编码为前向纠错编码。

FEC纠错编码，即前向纠错编码，就是按照一定规则给信息序列增加一些冗余码元，使之由不具规律性的序列M变换成具有某种规律性的数字序列C(码元序列)。即，在码元序列中，信息码元与冗余码元之间是相关的。在接收端，即记录仪的微型处理器，记录仪的微型处理器通过这种预知的编码规则来进行译码，或者说检验接收序列R是否符合既定的规则，从而发现其中是否有错，进一步地纠正其中的错误。前向纠错编译码根据相关性来发现和纠正传输过程中产生的误码。

图3所示本发明提供的减少PH胶囊无线检测系统数据丢失方法的一优选实施方式的流程图，图2为该实施方式中的帧数据的结构图，具体执行过程如下：

PH胶囊的微型处理器执行如下步骤：

封装PH数据包步骤：将数据帧发送周期T内采集的PH数据封装在一起形成PH数据包D；

获取第一数据包步骤：对PH数据包D加入校验1，校验1用于校验PH数据列是否正确，形成数据包D1；对数据包D1的PH数据及校验1分别加入纠错编码，形成数据包D2；

获取复制数据包步骤：将数据包D2复制一份得到复制数据包D3；或者复制PH数据包D，加入校验2，再加入纠错编码后获得复制数据包D3；

组成帧数据步骤：在数据包D2前加入帧头，数据包D2后加入D3形成一帧数据DATA，处理后发送至数据记录仪的接收端。

记录仪的微型处理器执行如下步骤：

接收处理步骤：接收数据帧DATA后，进行解调处理并去掉帧头；

纠错译码处理步骤：分别计算数据包D2和复制数据包D3中PH数据包各部分的校正子，基于各校正子判断PH数据包中各部分的正确性；若校正子为零，则该PH数据包正确，若校正子均不为零，则没有一包PH数据包正确，进行纠错译码，判断错误位并纠正后进入下面步骤。

校验处理步骤：分别用纠错译码纠正过的校验1和校验2纠正过的两个PH数据包D，只要有一包PH数据包校验通过，则利用记录仪存储校验通过的PH数据包，该帧数据传输结束；

否则，丢失此次传输的数据帧，该帧数据传输过程结束。

本发明还提供了一种PH胶囊无线检测系统，在一种优选实施方式中，系统包括PH胶囊和记录仪，

PH胶囊包括PH传感器、采样电路、PH胶囊的微型处理器和无线发送模块；

记录仪包括无线接收模块和记录仪的微型处理器；

PH传感器输出端与采样电路输入端连接，采样电路输出端与PH胶囊的微型处理器信号输入端连接，PH胶囊的微型处理器数据输出端与无线发送模块输入端连接，无线发送模块输出端与无线接收模块输入端无线连接，无线接收模块输出端与记录仪的微型处理器数据输入端连接；

PH胶囊的微型处理器和记录仪的微型处理器分别按照上述方法中任一方法进行PH数据发送处理和接收处理，以减少数据丢失。

在本实施方式中，PH胶囊还包括壳体、输送器、电池、存储器等部分；

记录仪还包括存储器电源模块和数据接口等部分。

PH胶囊通过输送器固定在食道上，将接收到的食道酸碱度数据以无线信号方式实时传送到体外携带的记录仪进行存储记录，医生利用数据分析软件分析记录仪所记录的PH数据，了解病人食道PH值得变化，对消化道病情做出诊断。

PH胶囊无线检测系统的工作执行过程为：启动记录仪→启动PH胶囊→PH胶囊中的传感器按照采样频率采集PH数据→将采集的PH数据存储在胶囊中→对数据进行处理(增加帧头，滤波、调制等)→按照规定的时间周期T发送一帧数据到记录仪→数据记录仪接收到的PH数据帧进行处理和存储。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。