一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统及方法技术方案

一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统，属于物联网监测诊断技术领域。本发明专利技术包括心电贴贴片、及与心电贴贴片通讯连接的后台管理中心，心电贴贴片包括数据采集单元、数据计算分析处理单元、物联网自动连接单元、及定位与通信单元；后台管理中心包括分析检测与诊断确诊中心单元、网络通信处理单元、VPN路由器单元、物联网网络平台单元、管理服务器单元、Web服务器单元、操作电脑单元、及智能手机单元。本发明专利技术最大限度的提升了心电贴自身本地化识别、分析、处理、诊断心血管病症的能力和病症检测范围，摆脱了以往分析诊断病症完全依赖云端云计算给出诊断结果的被动局面，可以完成19种以上心血管病症的诊断。上心血管病症的诊断。上心血管病症的诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统及方法


[0001]本专利技术属于物联网监测诊断
，具体是涉及一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，心血管疾病(CVD)已成为威胁人类健康的“头号杀手”。据统计全球心血管患者超过15亿，而我国有心血管病患者3亿人，2020年全国心脏病死亡人数超过1000万人。随着心血管疾病发生率逐年上升，心血管疾病实时预警和诊断面临前所未有的挑战，发展前景非常广阔。目前，传统采集心血管疾病数据的设备通常采用穿戴式动态ECG(Electrocardiogram；心电图)设备，也称为Holter。目前，医疗机构通常采用动态心电图(Holter)对心血管病患者进行监测和诊断，如图1所示，要求患者穿戴好Holter并在医院病房里使用，且要求监测时间通常需要24
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48小时。户外或回家也可使用，但由于受到各种突发事件和外部环境条件等因素的影响，监测效果受干扰较多，数据往往不准确。即使患者回到家，由于必须穿戴好Holter，不能多走动，也无法洗澡，睡觉也要保持一定的姿势，不能乱动，因此对正常的生活质量限制太多。
[0003]为了解决上述问题，近几年来家用心电图心电贴产品开始问世，如图2所示，由于功能简单和欠缺，目前还只能用于民用和家用，无法获得临床应用，但是为推动ECG小型化以及Holter芯片化发展做出了很大的贡献。虽然还没有正式进入正规的医疗体系应用，但作为民用和家用医护设备产品，对潜在的心血管病患者进行心电图心电贴在线监测护理，起到了一定的辅助诊断与预警作用，解决了目前使用Holter产品的某些弊端，对改善心血管病患者的生活质量起到了一定的提升作用。但是，这类产品由于存在与Holter产品功能上的差别比较明显，自身病症诊断分析能力较弱，检测范围较窄，分析诊断的稳定性与可靠性都较低，只能起到简单的辅助参考作用，目前还无法在临床上得到广泛的应用，无法在临床医用方面，对心血管病患者的病情进行精准、实时的远程监测，也无法对病症进行正确的检测、诊断治疗，也无法进行准确的预警和救助，与医疗机构规范的治疗与救助要求还相差甚远。
[0004]如图3所示，为现有心电贴远程监测系统的结构构架框图；如图4所示，为现有心电贴远程监测系统的组网应用场景。目前，现有心电贴远程监测系统在使用时，存在如下弊端和缺陷：
[0005]1、结构设计简单，心电贴自我分析能力弱，处理容量小，无法进行本地化病症诊断，全部依赖于云端分析诊断：
[0006]现有心电贴远程监测系统只是用于采集人体心电与体温数据，并发送到后台进行数据分析处理与诊断，自身不具备病症分析处理与诊断的能力。心电贴的结构与构架包括电极Ⅰ模块8、电极Ⅱ模块9、皮肤温度监测模块10、A/D转化模块11、数据处理与输出模块34、蓝牙模块35、以及供电模块36(高密度纽扣电池)，结构设计简单，导致心电贴只能采集人体心电与体温信号，并发送到云端，完全依赖于云端云计算进行病症的分析、处理、诊断，无法
自身实现本地化病症分析、处理、诊断，处理病症效率低，能力较弱，且在无线传输过程中，会受到信道噪声干扰等不确定因素，影响云端病症分析诊断结果，同时检测范围较窄，导致分析诊断的稳定性与可靠性较低，该设计只能作为辅助的民用预防与家用参考使用，心电监测的准确性、高效性大打折扣，远程监测的成功率较低，同时由于全部依赖于云端云计算分析处理，有可能造成云服务器宕机，整个监测网络停止运行，影响正常的监测工作顺利进行；
[0007]2、心电贴自身不具有网络资源，不能主动上网，网络通信效率低，数据传输可靠性差，只能被动上网，无法自动联网和组网，需要后台管理中心及外界网关支持；
[0008]现有心电贴贴片虽然有内置蓝牙模块，开机后，数据必须先通过蓝牙模块发送到智能手机上或WiFi无线局域网上，再通过智能手机将数据发送传输到后台管理中心，导致心电贴贴片采集到的所有数据上网联网都要通过外界网络资源支撑，传输的中间环境太多，导致数据传输产生大量延时，网络质量也无法保证，网络稳定性、可靠性与安全性非常低，导致病症无法做到实时分析处理。蓝牙无线通信信道噪声干扰比较大，网络的稳定性、可靠性和安全性都存在断网或延时风险，对心血管病患者的心电监测效果影响较大，诊断误差比较大，导致诊断结果会产生较大的误差，不利于病患者的有效监测，无法进入临床应用；
[0009]3、现有心电贴不能直接连接物联网，目前都是非标产品，导致现有心电贴价格较贵；
[0010]现有心电贴贴片主要依靠蓝牙通信方式，先把数据发送智能手机，再通过智能手机WiFi(室内环境)方式或4G/5G无线通信方式(室外环境)传输发送采集到的心电等数据，而采用的都是通用型通信芯片，比如蓝牙通信芯片模块和智能手机通信芯片模块，虽然也可以部分解决数据传输的问题，但芯片的功耗、性能等等很难匹配，导致现有心电贴贴片功能设计针对性不强，导致分析诊断病症的能力较弱。同时，由于贴片终端产品采用非标设计与生产，导致目前物联网芯片使用规模和应用数量都比较少，芯片成本相对较高，不利于物联网(Web SCADA)芯片的发展，无法满足物联网产业的高速发展。
[0011]我们知道互联网是人与人连接的网络，而物联网是物与物连接的网络。如果通过人与人连接的网络再去连接物与物连接的网联网，就需要进行通信网与物联网协议转换，导致网络质量、效率、监测的准确性等会大大降低。因此，物联网芯片的标准化、规范化、统一化设计与生产更适合于新型心电贴产品的推广与发展，物联网智能芯片发展势在必行，形成良性循环，从而为物联网芯片规模化发展、普及和应用，减低物联网芯片成本，以及物联网智能芯片心电贴产品的发展，都会起到巨大的推动作用；
[0012]4、现有心电贴对病症突发事件的应急处理能力比较弱，完全依赖云端进行分析与诊断，很容易发生误诊断现象；
[0013]现有心电贴贴片由于没有病症分析诊断功能，完全依赖云端进行日常心血管病症的远程监测，以及完全依赖蓝牙与智能手机进行采集数据的传输与发送，两者所产生的网络延时和不确定性是非常巨大的，云端计算压力也会导致网络阻塞和宕机，网络的传输质量、稳定性、可靠性及安全性都会大大降低，尤其不利于心血管病症突然发作的病患者的救治，经常会发生误判、误诊断事件。因此，由于无法实施紧急报警，也就无法对突然发病的病患者进行实时救治和救助；
[0014]5、现有心电贴贴片更换能力弱，一旦损坏、丢失或失效，只能采购新的心电贴贴片，新的心电贴贴片没有任何的记忆功能；
[0015]现有心电贴贴片由于只有数据采集功能，没有自我分析诊断的功能，所有分析诊断工作量全部依赖云端解决，同时数据传输全部依赖智能手机完成。因此，一旦心电贴贴片遭受到意外损坏、丢失或失效，只能重新购买，以往的监测数据清零，为后续远程监测工作带来很大的困难与麻烦；
[0016]6、现有心电贴贴片由于自身缺乏计算能力，对心血管病症检测范围相对较窄；
[0017]现有心电贴贴片由于自身缺乏计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统，包括心电贴贴片(1)、及与心电贴贴片(1)通讯连接的后台管理中心(2)，其特征在于，所述心电贴贴片(1)包括数据采集单元(3)、数据计算分析处理单元(4)、物联网自动连接单元(5)、及定位与通信单元(6)；所述后台管理中心(2)包括分析检测与诊断确诊中心单元(26)；所述数据采集单元(3)用于采集人体心电和体温数据，并输出数字信号；所述数据计算分析处理单元(4)用于对数据采集单元(3)提供的数字信号进行自动识别和检测，经模型对比分析后，初步判断出心血管病症种类，并传输至后台管理中心(2)；所述物联网自动连接单元(5)用于心电贴贴片(1)开机后自动连接物联网并自动组网；所述定位与通信单元(6)用于心电贴贴片(1)定位、及连接互联网并自动组网；所述分析检测与诊断确诊中心单元(26)用于对数据计算分析处理单元(4)提供的检测报告数据进行分析比对处理，并给出诊断结果。2.根据权利要求1所述一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统，其特征在于，所述数据采集单元(3)包括用于采集人体心电数据的电极Ⅰ模块(8)和电极Ⅱ模块(9)、用于采集人体体温数据的皮肤温度监测模块(10)、及用于将心电和体温数据输出数字信号的A/D转化模块(11)。3.根据权利要求1所述一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统，其特征在于，所述数据计算分析处理单元(4)包括数据初分析诊断模块(12)、移动边缘计算模块(13)、及CPU计算模块(14)；所述数据初分析诊断模块(12)用于对数据采集单元(3)提供的数字信号进行自动识别和检测，经模型对比分析后，初步判断出心血管病症种类，并传输至后台管理中心(2)；所述移动边缘计算模块(13)用于给数据初分析诊断模块(12)提供本地化算力；所述CPU计算模块(14)用于给移动边缘计算模块(13)提供计算资源。4.根据权利要求1所述一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统，其特征在于，所述物联网自动连接单元(5)包括物联网芯片模块(15)、及代理服务器模块(16)，所述物联网芯片模块(15)用于心电贴贴片(1)开机后自动连接物联网并自动组网；所述代理服务器模块(16)用于存储与备份心电贴贴片(1)日常采集的人体心电数据及相关心血管病症分析、检测、诊断数据的所有历史数据，用于心电贴贴片(1)与物联网、互联网的连接和互动。5.根据权利要求1所述一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统，其特征在于，所述定位与通信单元(6)包括内置的GPS模块(17)、WIFI模块(18)、移动通信发射模块(19)、及路由器模块(20)，所述GPS模块(17)用于心电贴贴片(1)定位和组网管理；所述WIFI模块(18)用于通过WIFI网络连接物联网；所述移动通信发射模块(19)用于通过移动通信接口连接物联网；所述路由器模块(20)用于与外接移动网络对接。6.根据权利要求1所述一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统，其特征在于，所述心电贴贴片(1)还包括用于心电贴贴片(1)供电的供电单元(7)。7.根据权利要求1所述一种基于ECG心电图物联网的心电贴监测系统，其特征在于，所述分析检测与诊断确诊中心单元(26)包括数据分析处理模块(21)、数据检测模块(22)、病症诊断模块(23)、预警报警模块(24)、及术后分析模块(25)，所述数据分析处理模块(21)用于对数据计算分析处理单元(4)提供的检测报告数据进行分析比对处理；数据检测模块(22)用于对数据分析处理模块(21)提供的数据进行检测，确定病状的种类与发病原因；所述病症诊断模块(23)用于根据症状种类和发病原因进行病情诊断，给出诊断结...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖宏，
申请(专利权)人：绍兴秘可视信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：