當今社會，心臟疾病已嚴重影響了人們的生命安全，許多突發(fā)患者因得不到及時救治而使生命受到威脅。傳統(tǒng)的心電監(jiān)護設備限制了患者的自由，動態(tài)心電記錄儀(Holter)雖能便攜地記錄患者日常活動時的心電數(shù)據(jù)，但是沒有實時監(jiān)護功能，對于危及生命的突發(fā)心臟病變幫助不大。
無線通信技術的日漸成熟使便攜式心電實時監(jiān)護成為可能。利用GPRS無線數(shù)據(jù)通信技術，可將實時監(jiān)護功能與Holter。結合起來。患者可以配戴監(jiān)護儀自由活動，同時可隨時隨地得到心電監(jiān)護。緊急情況發(fā)生時，患者掌握著可靠的求生路徑;而醫(yī)生可根據(jù)全面的心電數(shù)據(jù)分析患者心臟狀況，使患者的心臟疾病及時得劍預防和救治。
400Hz或500Hz采樣的心電數(shù)據(jù)是一種帶寬較大的數(shù)據(jù)源，同時心電監(jiān)護也有實時性要求。本文主要闡述在特定硬件平臺和整體系統(tǒng)設計下的遠程心電實時監(jiān)護儀軟件系統(tǒng)的設計。
1 遠程心電實時監(jiān)護系統(tǒng)概述
遠程心電實時監(jiān)護系統(tǒng)包括四個部分：監(jiān)護儀(病人終端)、PDA(醫(yī)生終端)、監(jiān)護服務器以及心電數(shù)據(jù)服務器。系統(tǒng)結構如圖1所示。
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監(jiān)護儀由患者隨身佩帶，以400Hz或500Hz的采樣頻率對患者心電信號采樣，并把心電數(shù)據(jù)通過GSM/GPRS網絡發(fā)送給監(jiān)護服務器，數(shù)據(jù)的實時性由監(jiān)護服務器和監(jiān)護儀之間的控制信息控制。
PDA接收來自監(jiān)護服務器的數(shù)據(jù)，并根據(jù)心電分析的結果通過數(shù)據(jù)服務(GPRS數(shù)據(jù)服務)和短消息(SMS) 通知監(jiān)護儀。監(jiān)護服務器負責接收轉存病人端全部心電數(shù)據(jù)，實時分析及回放分析;剛時向PDA轉發(fā)實時心電數(shù)據(jù)，利用控制信息來協(xié)調實時心電數(shù)據(jù)的收發(fā)。心電數(shù)據(jù)服務器存儲所有心電數(shù)據(jù)、患者信息以及設備信息，除了在監(jiān)護過程中存儲心電數(shù)據(jù)外，心電數(shù)據(jù)服務器還負責注冊患者和設備信息及管理數(shù)據(jù)庫遠程訪問等任務。
2 監(jiān)護儀硬件平臺簡介
監(jiān)護儀硬件主要由單片機、電源模塊、心電信號采集放火模塊、擴展NANDFlash、LCD驅動模塊及GSM/GPRS無線通信模塊組成。
(1) 單片機：PIC18系列單片機，低功耗，通過PLL倍頻指令頻率可達10MHz，自帶ADC采樣頻率最高可達幾十kHz。
(2) 電源模塊：為各模塊提供4V和3.3V兩種直流電壓源。
(3) 心電信號采集放大模塊：微弱心電信號采集并放大800倍，同時可檢測導聯(lián)脫落。
(4)擴展NAND Flash：32M NAND Flash，最多可存儲長達23小時的原始心電數(shù)據(jù)。
(5)LCD驅動模塊：驅動80×160點陣的LCD。
(6)GSM/GPRS無線通信模塊：內嵌TCP(UDP)/IP協(xié)議棧，利用Socket建立網絡連接，在應用GPRS發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，仍可以提供GSM語音、短信(SMS)服務。
3 軟件系統(tǒng)關鍵技術
監(jiān)護儀軟件系統(tǒng)的核心是管理Flash、GPRS網絡、無線模塊的GSM功能及LCD。
3.1 Flash管理
Flash存儲器用于存儲心電數(shù)據(jù)和控制信息，以保證心電數(shù)據(jù)在斷電時不遺失及日后查看監(jiān)護過程的相關控制信息。
內存映射(MemoryMap)模型把Flash作為一個整體，各種不同數(shù)據(jù)按照類別預先分配存儲空間。操作Flash數(shù)據(jù)時，首先把內部索引(譬如數(shù)據(jù)索引或者消息索引)映射到分區(qū)地址，剔除無效存儲單元，再通過Flash操作函數(shù)讀取或寫入相應的數(shù)據(jù)。
