专利名称：基于adsl传输技术的心脏远程监护与诊断系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种心脏远程监护与诊断系统，特别是采用ADSL技术实现语音数据双路传输的心脏远程监护与诊断系统。
背景技术：
随着人们生活水平提高，心脏发病率呈上升趋势，并向低龄化发展。对病人心电波形经常性长时间观察监护，有助于正确诊断病情，了解用药效果和验证诊治方案。由于心脏病有突发性特点，在病情危急的第一时间内有效指导病人针对性服药等康复措施，是救治和防止猝死的有效手段之一。心脏病诊断的传统方式是病人到医院进行检查；对突发严重病人，或是紧急送往医院，或救护医生紧急赶往病人家中治疗。由于病人分布在离医院不同的区域及医院需临时准备等原因，往往错过紧急抢救的宝贵时间。随着技术的进步和电话、网络进入千家万户，心脏病远程监护与诊断已完全成为可能。
心脏病远程监护与诊断必须具备两个必需条件，首先要能够无失真地采集并放大病人的心电波形，该设备称之为心电记录仪，其次是能通过传输介质将心电信号传输到远程医疗中心。目前传输方式主要有电话线、无线和数字网络等。数字网络传输快速简单，只需按照网络协议实现记录仪器到医疗服务中心服务器的通讯即可，但由于网络覆盖范围有限，成本很高，普及程度低，难以惠及广大患者人群，更难在边远和贫困地区实施；无线传输远距离需要中继设备，并且信号容易遭受空间电磁波干扰。电话网络是普及率最高，遍及范围最广的传输媒质，因此，利用电话线传输是比较适合国情的方式。
利用电话线实现心电波形传输目前主要有以下两种一是将心电信号转化为音频信号，通过电话线传输到监护中心；二上通过传统Model，以拨号方式连接，将心电数字信号转化成模拟信号传输。这两种传输模式都有明显缺点一是速度很慢，难以达到实时监护的要求，特别是内置Model，其速率只有1200b/s，而达到保真度要求的单通道的心电数据采集通率就达到1600b/s，更不用说要同时传输三个通道的信息了；二是不能同时传输语音，病人不能直接获取医嘱，自我用药和救治比较盲目；三是线路上传输的信号都是模拟信号，容易受到空间电磁波和其它噪音干扰，很多对病理分析至关重要的波形往往被噪音淹没了，失去了分析诊断价值；四是操作复杂，可靠性差，传输前往往要用很长时间进行连接，传输过程中经常因受干扰而断开，需要重新连接，费时误事，尤其会对需要紧急救治的情况造成不可挽回的损失。因此，要实现真正意义上的远程监护与诊断，关键要解决高速传输、抗干扰、高可靠性以及低成本的问题。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提出一种在心电记录仪内开发出支持ADSL传输协议的软件模块，通过电话线传输信息，达到传输速度快、能传输语音、可靠性高且成本低易于实现的基于ADSL传输技术，实现语音数据双路传输的心脏远程监护与诊断系统。
本实用新型的技术方案是基于ADSL传输技术的心脏远程监护与诊断系统，由心电记录仪通过普通电话线，经过本地电话局，后经光纤到达中心电话局，再通过光纤连接到监护服务中心服务器，其特点在于所述的心电记录仪为内置ADSL模块，基于ADSL传输技术的心电记录仪。心电记录仪记录的心电数据，通过USB接口与ADSL连接，由ADSL接口直接连接到普通电话线，经过本地电话局，经光纤到达中心电话局，再通过光纤连接到监护服务中心服务器，该服务器可以经交换机连接多个处理终端，同时诊断和应答多个病人服务。
所述的心电记录仪为内置支持ADSL传输协议的心电记录仪，它由数据采集、滤波及放大电路、微处理器、Flash存储器、ADSL模块、电源监控器WatchDog、液晶显示器及电源组成，数据采集、滤波及放大电路将采集的心电数据转换成电信号，并进行滤波放大后，传送至微处理器进行数据处理，微处理器的信号输出一路到ADSL模块，ADSL模块将心电数据经过离散多音复用(DTM)、TCM编码及QAM调制后，通过ADSL接口至电话线，通过电话线将心电数据传送出去；微处理器输出的另一路同时将处理后的数据存入Flash存储器，以便24小时保持心电数据；微处理器同时还与液晶显示器、时钟电路和电源监控器相接。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是1、传输速度快。集成的ADSL上传速度可达到640Kbps，下传速度可达到8Mbps，即使24小时记录的64MB心电数据，也很快传输到监护诊断中心；2、网络连接快，抗干扰能力强，稳定可靠。它以专线接入方式连接，在所经所有传输介质中均以数字方式传输，不易受到干扰和发生传输中断；3、通过ADSL传输的心电数据和语音，在电话线上占用不同的频段，因此在传输心电数据同时，可以使用电话，使医患之间能及时沟通，提高诊治效果；4、成本低。与传输同等流量数据相比，其通讯成本最低，减少患者费用；5、覆盖区域广，不受患者用户数量限制，容易扩展。它能直接连接到Internet平台，利用Internet的平台和网络资源，实现跨区域、国家乃至全球的心脏监护与诊断网络系统。
图1为本实用新型的连接示意图；图2为图1中内置ADSL模块的心电记录仪电原理框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型由心电记录仪、本地电话局、中心电话局及医疗服务中心的服务器、交换机及处理终端组成网络系统，心电记录仪记录的心电数据，通过心电记录仪内部集成的支持ADSL传输协议软件模块，即可实现ADSL方式传输。记录仪通过ADSL直接连接到普通电话线，然后经过本地电话局，经由光纤到达中心电话局，再通过光纤连接到监护服务中心服务器，该服务器可以经交换机连接多个处理终端，同时诊断和应答多个病人服务。
ADSL的全称是Asymmetric Digital Subscriber Loop，中文意思是“非对称数字用户线路”，它以普通电话线路做为传输介质，即在普通双绞铜线上实现下行高达8Mbps传输速度；上行高达640Kbps的传输速度。只要在普通线路两端加装ADSL设备，即可使用ADSL提供的高带宽服务。通过一条电话线，便可以比普通MODEM快一百倍速度传输数据。
当采用ADSL上网的时候，ADSL便产生了三个信息通道一个为标准电话通道、一个为640Kbps-IMbps上行通道、还有一个为IMbps-8Mbps高速下行通道，传统MODEM也是使用电话线传输的，但它只使用了0～4KHz的低频段，而实际上电话铜线理论上可以有2M的带宽，ADSL正是利用了26KHz以后的高频段才提供如此高的速度。ADSL在调制方式上采用离散多音复用技术(DMT)，在DMT技术中，一对铜线上0～4KHz用来传输电话音频，用26KHz～1.1Mhz频段传数据，并把它以4KHz的宽度划分为25个上行子通道和249个下行子通道，输入的数据经过TCM编码及QAM调制后，送往子信道，所以理论上上行速率可达1.5Mbps，下行速率可达14.9Mbps。
与普通调制解调器相比，ADSL是专线接入，无需拨号，直接上网，上网更方便。传输速度非常快，是普通调制解调器的几十倍甚至百倍。既能上网又能打电话，实现上网打电话两不耽误。
本实用新型就是用软件和电子技术，在记录仪内部设计了支持ADSL传输协议的软件驱动系统及相关接口电路，这样，以ADSL专线接入方式即可通过电话线高速地将动态心电数据传输到远程监护与会诊中心，达到实时监护和诊断。由于ADSL能够同时实现数据和语音传输，因此，医生可以在远程对心电波形分析的同时，直接指导病人用药及其它救护措施，达到与现场诊断及救护相同的效果。
如图2所示，内置ADSL模块的心电记录仪，由数据采集、滤波及放大电路LM324、微处理器89C52、64MB Flash存储器Intel 28F640、ADSL模块A1100U、电源监控器WatchDog Imp813L、液晶显示器SUMSING 128*64、时钟电路DS12887及电源MAX776模块组成，数据采集、滤波及放大电路LM324将采集的心电数据转换成电信号，并进行滤波放大后，传送至微处理器89C52进行数据处理，微处理器89C52输出的一路经过ADSL接口接至ADSL模块A1100U，ADSL模块A1100U通过接口接至电话线，再通过电话线将心电数据传送出去；微处理器89C52输出的另一路同时将处理后的数据存入Flash存储器Intel 28F640，以便保持24小时心电数据。
记录仪数据传输采用的ADSL是TCL A1100U系列，它通过USB接口与心电记录仪相连接。A1100U ADSL系列经过各种局端设备的兼容性测试，5KM长传输距离下保持稳定的传输速度，采用离散多音频调制技术、支持G.DMT，G.LITE，TI.143规程，强防雷击设计，对系统要求低。记录仪内部设计的支持ADSL传输协议软件，实现了按ADSL方式登陆上网，将心电记录仪的心电数据传输到监护会诊中心，同时通过电话语音实现医患互动交流，提高监护与会诊效果。
本实用新型的电源监控器Watchdog Imp813L，主要用来监控电源工作电压和记录仪是否正常工作。当电源电压不够时，提醒更换电池；当记录仪因为受到干扰或其它影响而不能工作时，自动使记录仪复位，重新恢复工作。由于记录的心电数据保存在Flash存储器中，更换电池或复位重新工作都不会使记录的数据丢失。记录仪还有个功能是能够将重新复位后的心电数据在已记录的数据后面记录，而不会覆盖已经记录的数据，有利于医生对心电图的回顾观察和诊断。
本实用新型的时钟电路为自带电源的时钟电路DS12887，该时钟电路无需外部电源即可精确工作、记时，并在液晶显示器上显示当前时间；该时间也与实际的记录波形相对应，为医生确定异常波形发生的时刻提供便利，有利于诊断治疗。
记录仪的液晶显示器为图形液晶显示器SUMSING 128*64，能够实时显示当前三导联心电波形，通过观察波形，可以直观判断心电波形是否正常，判断记录仪是否正常工作，判断所戴电极是否连接牢靠。
总之，本实用新型以微处理器89C52为核心的集数据采集、处理、存储，波形显示，低功耗电源管理，故障自恢复以及数据、语音通过ADSL双向传输为一体的系统，而且还内嵌有64MB超大容量掉电数据不丢失Flash存储器，可以不加压缩地将三个通道的24小时心电数据保存起来，这样，心电数据可以集中传输、集中分析，方便病人全天候长时间监护。
权利要求1.基于ADSL传输技术的心脏远程监护与诊断系统，由心电记录仪通过普通电话线，经过本地电话局，后经光纤到达中心电话局，再通过光纤连接到监护服务中心服务器，其特征在于所述的心电记录仪为内置ADSL模块，基于ADSL传输技术的心电记录仪。
2.根据权利要求1所述的心脏远程监护与诊断系统，其特征在于所述的内置ADSL模块，基于ADSL传输技术的心电记录仪，包括滤波及放大电路、数据采集、微处理器、Flash存储器、电源监控器、时钟电路、液晶显示器，数据采集、滤波及放大电路将心电信号提取、去噪、放大后，通过数据采集将模拟信号转换成数字信号，传送至微处理器进行数据处理，微处理器可将心电信号一路输出到ADSL模块，ADSL模块将心电数据经过离散多音复用技术(DMT)、TCM编码及QAM调制后，通过ADSL模块接口至电话线，通过电话线将心电数据传送出去；微处理器输出的第二路将处理后的数据存入Flash存储器；微处理器同时还接液晶显示器、时钟电路和电源监控器。
3.根据权利要求1所述的心脏远程监护与诊断系统，其特征在于所述的ADSL模块采用TCL外置式USB接口的A1100U。
4.根据权利要求2所述的心脏远程监护与诊断系统，其特征在于所述的时钟电路为无需外部电源即可精确工作、记时，并在液晶显示器上显示当前时间，且该时间也与实际的记录波形相对应，为医生确定异常波形发生的时刻提供便利的自带电源时钟电路DS12887。
5.根据权利要求2所述的心脏远程监护与诊断系统，其特征在于所述的液晶显示器为能实时显示当前心电波形，可直观判断心电波形是否正常，判断记录仪是否正常工作的图形SUMSING 128*64显示器。
专利摘要基于ADSL传输技术的心脏远程监护与诊断系统，主要在心电记录仪内设计了支持ADSL传输协议的软件驱动系统，通过ADSL直接与普通电话线相连，可实时将心电数据，通过电话传输网络传输到心脏监护服务中心。监护中心设有多个监护处理终端，显示和分析病人心电波形，监护专家诊断病情中，及时应答多个病人的服务。本实用新型技术心电记录不失真、网络连接快、传输速率高、抗干扰能力强、稳定可靠、使用费用低；记录仪既可上传心电数据，又可接收和显示医生医嘱，同时还可以使用电话，使医患之间能及时沟通，提高监护和诊治效果；它直接利用现有网络、电信设施或Internet平台，不受患者数量限制，覆盖区域广，非常方便实现跨区域乃至全球的心脏监护与诊断网络系统。
文档编号A61B5/0402GK2664592SQ0320934
公开日2004年12月22日 申请日期2003年9月9日 优先权日2003年9月9日
发明者彭和平, 张盛兵 申请人:彭和平