遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究的發(fā)展與展望

李萍 王瑞 鉏振偉 呂曉娟

遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究的發(fā)展與展望

李萍 王瑞 鉏振偉 呂曉娟

遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)已成為現(xiàn)代醫(yī)療監(jiān)護(hù)發(fā)展的一個重要方向。本文從心電監(jiān)護(hù)設(shè)備和心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)兩個方向?qū)h(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究的發(fā)展進(jìn)行了簡要闡述，并展望了遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)的發(fā)展趨勢。

心電監(jiān)護(hù)；遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)；系統(tǒng)研究；遠(yuǎn)程醫(yī)療；心血管疾病

眾所周知，心腦血管疾病是威脅全球人民健康與生命的頭號殺手。在中國，每年大約有260萬人死于心腦血管疾病，每天大約有7千人死于心腦血管疾病，每12秒就有1人死于心腦血管疾病[1]。由此可見，心血管疾病的預(yù)防和診斷具有重要的意義。由于心血管疾病具有偶然性和突發(fā)性，在日常生活中對患病人群進(jìn)行心電監(jiān)護(hù)顯得尤為重要。有資料顯示，心血管疾病猝死者在死亡前數(shù)周內(nèi)有癥狀者高達(dá)60%上，甚至不少病人還診治過，但因癥狀短暫，或因病人到醫(yī)生那里癥狀已消失，缺乏有癥狀時的客觀心電圖證據(jù)而被忽視。

1 心電監(jiān)護(hù)設(shè)備研究進(jìn)展

早在上個世紀(jì)四十年代，美國人Norman J.Holter就根據(jù)其在生物信號遙測技術(shù)的研究成果與1949年研制出心電圖遙測設(shè)備，后來有進(jìn)一步完善與六十年代成功研制出集收發(fā)功能為一體的心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，為了紀(jì)念他在心電監(jiān)護(hù)設(shè)備研究上的貢獻(xiàn)，后人稱之為Holter系統(tǒng)。Holter系統(tǒng)的發(fā)明為后續(xù)科學(xué)監(jiān)測心律失常、心肌缺血等疾病提供了一條科學(xué)有效的診斷方法，這為一些心臟疾病的早期診斷和治療起到了積極的推動作用，為后續(xù)的無線遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研發(fā)打下了堅實的基礎(chǔ)。

對心血管疾病的早期診斷與檢測一直是醫(yī)學(xué)熱點研究問題。Holter系統(tǒng)可以記錄被監(jiān)測者一天24h生理狀態(tài)下的近10萬次的心電信號，大大提高了對一過性心臟問題的檢出率。但是被監(jiān)測者不可能隨時隨地的攜帶Holter系統(tǒng)，仍有很多一過性心律失常和偶發(fā)嚴(yán)重心律失常無法及時捕獲數(shù)據(jù)。此外，這種監(jiān)護(hù)方式不具有實時性，必須要在監(jiān)護(hù)過程結(jié)束后再進(jìn)行心電資料的分析，病人發(fā)病情況緊急時很難得到醫(yī)生及時的診斷和救治。而且其容量太小，只能儲存少量的心電數(shù)據(jù)，不能保證數(shù)據(jù)的完整性，一部分有價值的數(shù)據(jù)會丟失，也在一定程度上降低了診斷的準(zhǔn)確性。

20世紀(jì)60年代，人們開始考慮利用電話作為傳輸工具進(jìn)行實時遠(yuǎn)程心電圖傳輸，但由于當(dāng)時電話傳輸信號不穩(wěn)定，干擾噪聲嚴(yán)重，所以沒有應(yīng)用于臨床。

2 遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究進(jìn)展

2.1 心臟BP機

進(jìn)入20世紀(jì)80年代，有人應(yīng)用新型電子傳輸技術(shù)，研制出“心臟BP機”。所謂“心臟BP機”是一個類似BP機大小的心電監(jiān)護(hù)存儲與通信兩個模塊單元的組合。存儲模塊單元的功能是對被監(jiān)測者的心電圖進(jìn)行監(jiān)護(hù)，當(dāng)被監(jiān)測者感覺心臟不適時按下按鈕，可以快速記錄幾分鐘的心電圖。然后通信模塊單元通過接口轉(zhuǎn)換至電話線傳輸?shù)结t(yī)院的遠(yuǎn)端服務(wù)器。在醫(yī)院的醫(yī)生可以通過電腦實時的進(jìn)行數(shù)據(jù)接收、顯示、統(tǒng)計等管理功能。顯而易見，這種傳輸方式實時性太差，成本過高，而且信息量極為有限。

后來通過技術(shù)改造，心臟BP機改善了發(fā)送裝置，實現(xiàn)了以下幾種功能：①數(shù)據(jù)人工發(fā)送，當(dāng)有癥狀時被監(jiān)測者可按下按鈕，心電數(shù)據(jù)將被記錄存儲下來，然后通過電話再發(fā)送到監(jiān)護(hù)中心端。②數(shù)據(jù)實時發(fā)送，被監(jiān)測者有癥狀時通過電話直接向中心發(fā)送，這種方式適合病情穩(wěn)定且有足夠的時間去打電話的病人，但不方便攜帶。③數(shù)據(jù)記憶發(fā)送，有癥狀時被監(jiān)測者按下按鈕，發(fā)送裝置將按動按鈕前后一段時間的心電數(shù)據(jù)發(fā)送，該方式對于診斷具有重要的意義。④數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送，這種裝置是將心電監(jiān)護(hù)的報警功能與電話傳送結(jié)合在一起，當(dāng)有明顯心電異常即使被監(jiān)測者感覺不到癥狀時也能進(jìn)行報警并自動記錄。

2.2 基于個人電腦的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

隨著電腦的普及和發(fā)展，越來越多的個人電腦擁有了較高的處理能力。有人通過研發(fā)專門的電腦心電監(jiān)護(hù)軟件與硬件，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)研究的新階段。以個人電腦為平臺，將被監(jiān)測者的心電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號導(dǎo)入電腦，再借助心電數(shù)據(jù)分析軟件，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、分析、通訊、存儲乃至初步診斷，減輕了醫(yī)院醫(yī)生的負(fù)擔(dān)?；颊咄ㄟ^簡單的一鍵操作，利用軟件對自己的心電圖進(jìn)行智能分析，癥狀輕微給予初步的預(yù)防建議，而對于心臟病征兆乃至癥狀嚴(yán)重的數(shù)據(jù)可以實時發(fā)出警告，提醒患者緊急處理或者將具體情況實時傳輸給醫(yī)院的醫(yī)生處理（如圖1）。

圖1 基于個人電腦的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)

基于個人電腦的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)具有較高的時效性和強大的數(shù)據(jù)存儲與分析功能，但也存在一些問題，大量心電信號的分析需要耗費較長時間，個人電腦需要較高的成本投入。

2.3 基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)時代的誕生，徹底地改變了人們的生活習(xí)慣和工作方式。在這種變革同時也帶動了醫(yī)療信息化蓬勃發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)開展遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)就是其中最顯著的一個例子。被監(jiān)測者利用隨身攜帶的心電監(jiān)護(hù)設(shè)備采集心電信號，然后通過互聯(lián)網(wǎng)將信號直接傳輸至醫(yī)院遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行處理，醫(yī)護(hù)人員根據(jù)心電圖顯示的問題給與針對性的服務(wù)[2]。

根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)接入方式的不同設(shè)計了專門的方案，例如MODEM撥號方案、PSTN方案、ISDN方案以及以太網(wǎng)方案等等。通過這些專門的方案，有效實現(xiàn)了心電數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)端服務(wù)器的高效銜接，實現(xiàn)醫(yī)患之間數(shù)據(jù)交流雙向互動[3]。醫(yī)生可以及時分析采集而來的心電數(shù)據(jù)，而后根據(jù)需要隨時將醫(yī)囑和服藥指令發(fā)送到患者隨身攜帶監(jiān)護(hù)儀上。當(dāng)然這種簡單基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在使用上還存在著一些不方便，比如各種設(shè)備的充電線、數(shù)據(jù)線種類繁多，患者無法隨身攜帶做其他事情等等。

2.4 基于無線傳輸技術(shù)的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

近幾年來，隨著無線網(wǎng)絡(luò)的普及，各種無線傳輸設(shè)備的應(yīng)用也帶動了遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究的進(jìn)一步突破。將目前國內(nèi)應(yīng)用成熟的藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee、WIFI、3G等技術(shù)應(yīng)用到遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)上來實現(xiàn)無線實時傳輸，是目前國內(nèi)外研究的主流[4]。

我們同清華大學(xué)計算機系的聯(lián)合研究就已經(jīng)初步實現(xiàn)并應(yīng)用到高齡人群保健中，目前已經(jīng)取得顯著的效果（見圖2）。我們基于android智能手機系統(tǒng)研發(fā)了相關(guān)APK軟件，利用該軟件通過手機藍(lán)牙功能連接已經(jīng)嵌入藍(lán)牙通訊模塊的無線心電、血氧、血壓、血糖等多個監(jiān)護(hù)儀，實現(xiàn)各監(jiān)測數(shù)據(jù)實時到達(dá)手機。而后通過手機的GSM、CDMA或3G上網(wǎng)功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速加密傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器，服務(wù)器可以通過相應(yīng)分析智能短信提醒患者注意身體狀況并給與相關(guān)飲食建議，也可以提醒值班醫(yī)生迅速進(jìn)行會診。此外，手機軟件還可實現(xiàn)一鍵報警和GPS實時定位，在被監(jiān)測者出現(xiàn)突發(fā)情況時，可以有效縮短救治時間。下一步，我們還計劃開放個人健康管理數(shù)據(jù)，被監(jiān)測者通過單獨的用戶名和密碼登陸網(wǎng)站可以查閱、分析所有個人健康分析數(shù)據(jù)。

圖2 基于無線傳輸技術(shù)的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

3 展望

幾年來，隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展以及人們健康觀念的強化，醫(yī)療的重心已經(jīng)逐步由原來的治療轉(zhuǎn)移到防范預(yù)防上來?；ヂ?lián)網(wǎng)、無線傳輸、單片機、數(shù)字通信等新興技術(shù)為遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了技術(shù)支持，對心血管病高危人群進(jìn)行必要的監(jiān)測已經(jīng)成為現(xiàn)實[5]。未來，針對個人的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)將朝著多元化、無線化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化的方向發(fā)展，便攜式、模塊式、傻瓜式、高性價的監(jiān)護(hù)設(shè)備也將成為未來市場的主流，實時分析軟件也將會更加智能更加實用[6]。在不久的將來，遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)一定會對心血管疾病的預(yù)防與救治起到越來越重要的作用。

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Remote ECG monitoring has become the development of modern medical care is an important direction. In this paper, ECG devices and ECG monitoring system in both directions on the remote ECG monitoring system research and development carried out brief y, and the prospect of remote ECG monitoring trends.

ECG monitor; Remote monitor; Systems research; Telemedicine; Cardiovascular disease

10.3969/j.issn.1009-4393.2011.22.010

100820 第二炮兵禮士路門診部（李萍） 100088 第二炮兵總醫(yī)院（王瑞 鉏振偉 呂曉娟）

通迅作者：鉏振偉 E-mail:chizhenwei@mirsc.org