心電遠程監(jiān)護系統(tǒng)與自動分析技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-11-10 11:49
當(dāng)前,隨著人們生活節(jié)奏的加快和工作壓力的增加,心臟系統(tǒng)疾病發(fā)病率持續(xù)上升,且患者年輕化趨勢越來越明顯,它已經(jīng)成為人類生命健康的主要威脅。醫(yī)院現(xiàn)有的軟硬件資源很難在短期內(nèi)有所改善,滿足不斷增加的心臟系統(tǒng)疾病患者診治需求,因此如何高效地利用醫(yī)療資源,積極防治心血管疾病成為了亟待解決的問題。遠程監(jiān)護和心電自動分析技術(shù)可以在一定程度上解決這一問題,是目前醫(yī)療信息化研究的熱門領(lǐng)域,但是隨著投入使用的心電監(jiān)控傳感器數(shù)量的增大,產(chǎn)生了大量的心電信號數(shù)據(jù),如何有效地收集、存儲和管理這些數(shù)據(jù),自動分析和發(fā)掘它們的潛在價值是該領(lǐng)域面臨的新機遇和新挑戰(zhàn)。本文針對遠程監(jiān)護和大量心電數(shù)據(jù)自動分析的需求,設(shè)計以數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲管理和心電信號自動分析三部分為核心的云計算平臺遠程監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有能夠根據(jù)患者病況及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自適應(yīng)傳輸心電數(shù)據(jù)的自適應(yīng)性實時心電數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(Adaptive Real-time ECG data Transfer Protocol,ARETP),協(xié)議位于應(yīng)用層,適用于 3G、WiFi、藍牙和有線Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,在傳感器、移動設(shè)備、數(shù)據(jù)處理平臺和PC客戶端之間高效的利用網(wǎng)絡(luò)帶...
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1標(biāo)準(zhǔn)心電圖和說明??心電圖產(chǎn)生的基本原因是心肌細胞膜的半透性
大量的正離子涌入膜內(nèi)導(dǎo)致電位差改變,引起電信號波動,形成心電圖。??心電信號波形主要由P波、QRS波群、J點、T波和U波,及與之相關(guān)的PR間期,??ST段和QT間期組成,如圖1.1所示。P波的前后部分分別代表了左右心房的激動,當(dāng)??出現(xiàn)異常時,P波表現(xiàn)為高尖或者雙峰波形;正常PR間期大約在0.12-0.20秒左右,在??心房出現(xiàn)傳導(dǎo)阻滯時,PR間期會延長或者心室波消失;QRS波群是心電圖中最明顯的??特征,它代表了心室除極,QRS波群的增量、變形和心室波的消失,代表了左右束支??的傳輸阻滯、心室肥大或擴大等情況;:[點作為QRS波群的結(jié)束,表示心室的除極完??畢;ST段在正常情況下應(yīng)處于等電位上,出現(xiàn)心肌缺血或者壞死時,ST段發(fā)生偏移;??T波代表心室復(fù)極,急性心肌梗死和高血鉀的臨床表現(xiàn)為T波高聳;QT間期受心率影??響,QT間期的延長與惡性心律失常有關(guān)。??1.2.2遠程監(jiān)護系統(tǒng)研究現(xiàn)狀??心電信號的采集和顯示是醫(yī)療領(lǐng)域的重要研究課題。隨著計算機技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域??的應(yīng)用
從己有的文獻來看,雖然心電信號自動分類診斷的算法較多,但是還有很多基礎(chǔ)??問題未能完全解決,究其原因主要有三個:一是心電信號不規(guī)則,形態(tài)多變,各種異??常波形和正常波形的特征參數(shù)差異往往不能用簡單的閾值區(qū)分開來,有限的特征參難以完全描述心電信號的模式。二是基于特征提取的ECG自動分類方法往往要用到大??量的先驗知識,建立起來較為復(fù)雜。三是目前的模式分類方法還不夠完善。因此,在??研究心電信號自動分析技術(shù)時,除了提高心電特征提取算法的性能外,在分類器選擇??設(shè)計方面還是希望能夠采用基于統(tǒng)計學(xué)習(xí)的機器學(xué)習(xí)算法。統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論在小樣本情??況下研究機器學(xué)習(xí)規(guī)律的方法,在此基礎(chǔ)上提出的支持向量機是機器學(xué)習(xí)方法中的一??個優(yōu)秀代表,針對小樣本分類問題,SVM具有較好的泛化能力??目前隨著大量醫(yī)療傳感器投入使用,大量醫(yī)療數(shù)據(jù)被收集起來,據(jù)英特爾報告稱??到2020年將產(chǎn)生35Zetabyte的醫(yī)療數(shù)據(jù),這是2009年的44倍,相應(yīng)心電信號數(shù)據(jù)也??會增長一個數(shù)量級,如圖4所示。由于數(shù)據(jù)量增大,已有的心電信號自動分析算法已??經(jīng)很難達到心電遠程監(jiān)護的要求,因此研究基于大數(shù)據(jù)集,將數(shù)據(jù)挖掘與傳統(tǒng)心電信??號自動分析技術(shù)結(jié)合起來的心電識別技術(shù)將是我們的研究重點。??長??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種對MIT-BIH心電信號波形檢測方法[J]. 林紅勝,朱凌云. 信息與電腦(理論版). 2012(07)
[2]基于P2P視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)急指揮系統(tǒng)研究[J]. 蘇愛國,郭世安,王杰敏,方旭. 移動通信. 2012(06)
[3]基于3G數(shù)據(jù)通訊的實時心電信號監(jiān)護[J]. 孫鵬,劉曉琴,杜遙. 天津理工大學(xué)學(xué)報. 2012(01)
[4]基于時間序列相似性聚類的應(yīng)用研究綜述[J]. 陳湘濤,李明亮,陳玉娟. 計算機工程與設(shè)計. 2010(03)
[5]基于心電圖分析的心律失常分類[J]. 李坤陽,胡廣書. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)網(wǎng)絡(luò).預(yù)覽. 2009(03)
[6]ECG信號小波變換與峰谷檢測算法的研究[J]. 羅小剛,彭承琳,鄭小林,郭興明. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2003(03)
[7]基于IP網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)QoS管理方案研究[J]. 湯庸,楊學(xué)良,區(qū)海翔,傅秀芬,李松. 計算機學(xué)報. 2001(01)
博士論文
[1]心電信號智能分析關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 姚成.吉林大學(xué) 2012
[2]心電信號自動分析關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 季虎.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[3]心電和誘發(fā)電位的現(xiàn)代提取和分析技術(shù)研究[D]. 李章勇.重慶醫(yī)科大學(xué) 2004
碩士論文
[1]一種基于GPRS的家庭心電無線監(jiān)護系統(tǒng)的研制[D]. 楊雪.北京工業(yè)大學(xué) 2007
[2]智能型遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)研究[D]. 李明黨.山東科技大學(xué) 2007
本文編號:3487188
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1標(biāo)準(zhǔn)心電圖和說明??心電圖產(chǎn)生的基本原因是心肌細胞膜的半透性
大量的正離子涌入膜內(nèi)導(dǎo)致電位差改變,引起電信號波動,形成心電圖。??心電信號波形主要由P波、QRS波群、J點、T波和U波,及與之相關(guān)的PR間期,??ST段和QT間期組成,如圖1.1所示。P波的前后部分分別代表了左右心房的激動,當(dāng)??出現(xiàn)異常時,P波表現(xiàn)為高尖或者雙峰波形;正常PR間期大約在0.12-0.20秒左右,在??心房出現(xiàn)傳導(dǎo)阻滯時,PR間期會延長或者心室波消失;QRS波群是心電圖中最明顯的??特征,它代表了心室除極,QRS波群的增量、變形和心室波的消失,代表了左右束支??的傳輸阻滯、心室肥大或擴大等情況;:[點作為QRS波群的結(jié)束,表示心室的除極完??畢;ST段在正常情況下應(yīng)處于等電位上,出現(xiàn)心肌缺血或者壞死時,ST段發(fā)生偏移;??T波代表心室復(fù)極,急性心肌梗死和高血鉀的臨床表現(xiàn)為T波高聳;QT間期受心率影??響,QT間期的延長與惡性心律失常有關(guān)。??1.2.2遠程監(jiān)護系統(tǒng)研究現(xiàn)狀??心電信號的采集和顯示是醫(yī)療領(lǐng)域的重要研究課題。隨著計算機技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域??的應(yīng)用
從己有的文獻來看,雖然心電信號自動分類診斷的算法較多,但是還有很多基礎(chǔ)??問題未能完全解決,究其原因主要有三個:一是心電信號不規(guī)則,形態(tài)多變,各種異??常波形和正常波形的特征參數(shù)差異往往不能用簡單的閾值區(qū)分開來,有限的特征參難以完全描述心電信號的模式。二是基于特征提取的ECG自動分類方法往往要用到大??量的先驗知識,建立起來較為復(fù)雜。三是目前的模式分類方法還不夠完善。因此,在??研究心電信號自動分析技術(shù)時,除了提高心電特征提取算法的性能外,在分類器選擇??設(shè)計方面還是希望能夠采用基于統(tǒng)計學(xué)習(xí)的機器學(xué)習(xí)算法。統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論在小樣本情??況下研究機器學(xué)習(xí)規(guī)律的方法,在此基礎(chǔ)上提出的支持向量機是機器學(xué)習(xí)方法中的一??個優(yōu)秀代表,針對小樣本分類問題,SVM具有較好的泛化能力??目前隨著大量醫(yī)療傳感器投入使用,大量醫(yī)療數(shù)據(jù)被收集起來,據(jù)英特爾報告稱??到2020年將產(chǎn)生35Zetabyte的醫(yī)療數(shù)據(jù),這是2009年的44倍,相應(yīng)心電信號數(shù)據(jù)也??會增長一個數(shù)量級,如圖4所示。由于數(shù)據(jù)量增大,已有的心電信號自動分析算法已??經(jīng)很難達到心電遠程監(jiān)護的要求,因此研究基于大數(shù)據(jù)集,將數(shù)據(jù)挖掘與傳統(tǒng)心電信??號自動分析技術(shù)結(jié)合起來的心電識別技術(shù)將是我們的研究重點。??長??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種對MIT-BIH心電信號波形檢測方法[J]. 林紅勝,朱凌云. 信息與電腦(理論版). 2012(07)
[2]基于P2P視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)急指揮系統(tǒng)研究[J]. 蘇愛國,郭世安,王杰敏,方旭. 移動通信. 2012(06)
[3]基于3G數(shù)據(jù)通訊的實時心電信號監(jiān)護[J]. 孫鵬,劉曉琴,杜遙. 天津理工大學(xué)學(xué)報. 2012(01)
[4]基于時間序列相似性聚類的應(yīng)用研究綜述[J]. 陳湘濤,李明亮,陳玉娟. 計算機工程與設(shè)計. 2010(03)
[5]基于心電圖分析的心律失常分類[J]. 李坤陽,胡廣書. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)網(wǎng)絡(luò).預(yù)覽. 2009(03)
[6]ECG信號小波變換與峰谷檢測算法的研究[J]. 羅小剛,彭承琳,鄭小林,郭興明. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2003(03)
[7]基于IP網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)QoS管理方案研究[J]. 湯庸,楊學(xué)良,區(qū)海翔,傅秀芬,李松. 計算機學(xué)報. 2001(01)
博士論文
[1]心電信號智能分析關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 姚成.吉林大學(xué) 2012
[2]心電信號自動分析關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 季虎.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[3]心電和誘發(fā)電位的現(xiàn)代提取和分析技術(shù)研究[D]. 李章勇.重慶醫(yī)科大學(xué) 2004
碩士論文
[1]一種基于GPRS的家庭心電無線監(jiān)護系統(tǒng)的研制[D]. 楊雪.北京工業(yè)大學(xué) 2007
[2]智能型遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)研究[D]. 李明黨.山東科技大學(xué) 2007
本文編號:3487188
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