chapter9远程监护

,远程监护与护理,颜红梅生命科学与技术学院,主要内容,远程监护的概念远程监护的意义远程监护的应用领域心电图远程监护清华大学心电、血压远程监护网系统血液透析远程监护胎心监护,(一) 远程监护的概念 远程监护可以定义为通过通信网络将远端的生理信息和医学信号传送到监护中心进行分析，并给出诊断意见的一种技术手段，由监护中心、远端监测设备和联系两者的通信网络组成。,远程监护系统结构,(二) 远程监护的意义缩短医生和患者之间的距离适合自理能力较差的老年人和残疾人改变就医环境减少患者的心理压力正常人的远程监护可以预防疾病孕妇和新生儿监护极端情况下健康监护,美国自由潜水冠军尼古拉斯挑战最深的海水天坑巴哈马蓝洞,(三)远程监护的主要应用领域早期工作用于空间计划用于边远地区、极地和急救患者的日常健康监护心电图远程监护清华大学心电、血压远程监护网系统血液透析远程监护胎心监护,心电图远程监护,1.必要性： 心率失常监护是重要生命参数远程监护的主要应用。心脏病发病特点是突发性、危险性，仅通过医院常规心电图检查、发病入院后的重症监护和冠心病监护是远不能满足心脏病人的监护要求的。,麦当劳董事长坎塔卢波,侯耀文,2.常用心电图远程监护系统结构框图： 系统由病人端心电图监测设备、远程医疗监护中心以及两者之间的通信连接构成。,（1）病人端心电图监测设备 可以分为三种：A.早期的心电图发射机 仅有一个心电电极放大，可以实现心电图连续长期检测，并在异常心电图时自动发射心电图，遥测距离有限，限于一幢楼内使用；,B.心电图短时记录仪 当检测到异常心电或者患者按下记录按钮时能记录较短时间的心电图，然后通过网络送往监护中心，可以适合外出人员使用,利用覆盖全球的移动通讯网络, 以3G通讯技术为全球用户提供实时心脏监护服务,C.智能化心电监护设备 采用无线电实现心电图长时间实时监护，具有心电图长时间记录及自动传送等功能。当检测的异常心电图超过报警阈值或病人不适都可以自动将当时的心电图实时传送给医疗中心报警，适合心脏病患者在家中使用。,24小时12导联同步动态HOLTER,康保智能心电检测手机(Android)2012,（2）通信连接 远程心电监护系统所用通信连接主要采用的网络可以有以下几种:A.普通程控电话网络B.ISDN网络C.计算机网络D.GSM移动通信网络,（3）监护中心 监护中心接收来自患者的心电图，并具有数据归档、信号处理和病案管理等功能。可以设在诊所、社区医院、急救中心等，并能与专科医院进行远程会诊。,清华大学心电、血压远程监护网系统,系统总体思路系统主要组成实现方案前端系统实现方案监护中心站系统,一、系统总体思路 该系统采用了普遍使用的电话和个人计算机作基础，形成以心电、血压等重要生理参数为主的监护网系统，实现众多病人在家中就能即使得到的中心医院的监护和急救处理、病情分析、统计、病案管理等多项医疗功能。,二、系统主要组成系统包括了三个部分：1、家庭监护前端系统 这部分位于多个用户家中，其功能是 监测心电和血压信号 实时地传送数据到监护中心站 接收医生的诊断结果和治疗意见 这部分设备采用家用PC机作为家庭端监测系统设备的基础。,2、通信网络 连接家庭监护前端系统和监护中心站。 该系统是基于程控电话网进行开发运行的，因系统开发时我国电话普及率比光纤网或其他形式的通信网络高，所以采用了程控电话网作为监护患者与医疗中心的连接方式，使得医疗中心可以随时掌握家庭用户患者的病情发展，并给出相应的治疗意见和及时的救助措施。,3、监护中心鉴于医疗中心的监护站系统需要满足以下2个条件：(1)系统信息管理 (2)多用户同时共享与实时监护因此中心站系统由以下2部分构成： (1)总监控台 (2)信息管理系统,（1）总监控台为整个系统的核心，主要作用： 处理心电和血压信号显示心电和血压数据供医生参考对心电数据进行自动病类分析、浏览及统计与家中使用者进行对话（2）信息管理系统通过计算机局域网与总监控台进行连接，主要功能是管理家庭监护用户的病历信息，以供医生对于用户请求做出诊断和处理意见时参考。,三、实现方案前端系统1、家庭监护前端系统总体结构示意图 用于监测和传送家庭患者用户的心电和血压信号。由硬件系统和软件系统两部分组成,2、家庭监护前端系统组成：（1）硬件系统 A.家庭监护仪心电发射机心电接收机血压计数据接口供电电源 B.个人计算机 C.调制解调器（modem） D.程控电话,（2）软件系统：A.家庭监护仪软件血压数据读取心电数据模数转换与PC通信B.PC机软件通信（包括与监护仪、监护中心站）波形显示波形存储波形分析,3、硬件设计（1）心电监测 心电监测方法采取了家庭内近距离遥测的方法（遥测距离为20米），可以不打扰家庭患者的日常生活，包括心电发射机和心电接收机。通过无线方式由患者身上的心电发射机传送到心电接收机接收。 心电发射接收装置设有多种频率，可以有效防止多个用户的互相干扰。,（2）心电数据转换 心电接收机接收到的心电信号是模拟的，必须转换为数字信号才能进入计算机处理。 模数转换（ADC）精度设置为8位二进制，转换时间为100S，输入电压范围0-5V。,（3）血压信号检测 患者的血压信号是由血压计获得的，血压计采用的是日本National公司的腕式血压计，它具有记忆功能，可以随时测量并保存，可以测量舒张压、收缩压、心率以及测量时间等血压数据。,（4）数据接口 读取模数转换的心电数据和血压计的血压数据，通过与计算机通信将上述数据传给计算机相关部分进行处理。（5）供电电源 给监护仪各个部分（包括心电接收机、模数转换器、数据接口板等）供电。,4、软件设计（1）心电模块 A.家用监护仪部分 模数转换中断服务模块 B.PC机部分 心电显示模块 心电分析模块 实时传输模块 实时存储模块,心电监护软件控制流程图,心电显示、实时存储与实时传输: 心电接收机接收到的心电信号经过模数转换后进入PC机，心电数据被存入显示缓冲区、存储缓冲区和传输缓冲区进行实时显示、存储和传输。,心电分析心电监护: 心电模块有两种控制方式：手动方式和自动方式 手动方式下，患者自己可以在任何需要的时候将心电信号发送给监护中心站。 在选择了自动方式后，家庭监护仪会自动分析患者的心电信号（主要进行心率失常分析），若发现异常心电则系统自动与监护中心站连接，并将患者当前心电图发送给医生。,（2）血压模块 A.家用监护仪部分 血压数据读取 B.PC机部分 血压显示模块 血压传输模块 趋势分析模块,（3）通信模块 A. 家用监护仪与PC通信 负责将经过模数转换的心电数据和血压计中的血压数据传送给PC机，进入下一步处理。 B.家用PC机与监护中心站通信 负责与监护中心站连网进行双向通信，将心电数据和血压数据传送给中心站，将医生的诊断意见反馈回来。,通信模块数据流图,5、详细设计心电监护功能模块（1）长时间心电图纪录 用户可以手动启动心电长时间纪录控制功能，家用PC能纪录用户长达24小时的心电图，然后自动发往监护中心站进行诊断分析。,（2）心电图实时分析,心电图分析流程图,否,A.读入心电数据 从心电分析缓冲区中读取B.信号预处理 消除50Hz工频干扰以及其他高频干扰C.R波检测 采用差分阈值检测算法检测R波，以确定心电异常，以消除伪迹（活动幅度过大、电极脱落或者接触不良、不在遥测区域等原因造成的心电异常）,D.心电分类自动检测的心电异常包括以下六类：窦性心动过速窦性心动过缓室性期前收缩PVC房性期前收缩APC心室扑动VT漏搏和停搏APYSTO,（3）心电异常自动报警 当心电实时监护模块检测到异常心电图并超过预先设定的报警门限的时候，将自动与监护中心站监控台进行联网，自动实时传送心电图。 根据患者病情，由医生设置4类报警级别：1类报警：心率超过心率报警上下限2类报警：每分钟室性早搏PVC或房性早搏APC超过阈值3类报警：出现RonT波或心室扑动VT波4类报警：出现停搏APYSTO波，最高报警级别,（4）手动紧急报警 当患者在家中感到不适时，可以手动启动报警功能，此时家庭监护仪将自动与监护中心站监控台进行联网，自动实时传送心电图。,6、详细设计血压监护功能模块（1）血压动态测量 采用便携腕式血压计，具有存储功能，可以由用户随身携带，随时测量，随时存储。（2）用户血压长期趋势分析 可以根据血压波动情况，提供给用户血压长期趋势分析图。,四、实现方案监护中心站系统1、监护中心站系统设计的功能接收、处理、存储来自多个家庭用户的生理参数信息实时显示当前连接用户的心电波形和血压数据心率失常自动分析心电波形浏览病历统计功能数据分类存储管理,2、监护中心站系统设计（1）监护中心站硬件系统框图,监护中心站硬件系统框图,PSTN,modem,modem,modem,串行扩展接口,总控台工作站,病历库计算机,监护中心站系统结构,（2）监护中心站系统结构,3、详细设计实时监护系统（1）实时监护系统要实现的功能：A.接收客户请求并建立连接B.根据不同客户的需求进行相应服务C.自动启动或者出发相关模块,（2）实时监护系统实现方案： 采用客户-服务器模式，服务器设置成并发响应方式和主从服务器结构，主服务器随系统启动自动运行，是一个守护进程，一旦有客户机请求，主服务器立即产生一个从服务器响应客户请求，然后回到等待状态，等待下一个请求的到来。,4、详细设计心电图自动分析,图6.15 心电图自动分析流程图,（1）心律失常分析 该算法先使用差分阈值法正确检测R波，然后再使用分支逻辑法和模糊算法两种方法进行心律失常分。主要对停搏、漏搏、心动过速、心动过缓、室性早搏、房性早搏等六种病类进行判断。,（2）S-T段分析 该算法关键在于特征点的定位，本系统中采用了R+X算法，并根据心率自适应调整特征点的位置，提取ST电平、斜率等参数。,（3）心率变异分析 系统采用了时域统计法和RR间期散点图分析法。A.时域方法应用数理统计指标对HRV做时域测量B.散点图意义直观，方法简单，能包容更多的信息,5、详细设计信息管理系统登录信息 对用户登录信息以及系统工作状态进行监控，登录信息包括用户登录信息和系统登录数据存储 硬盘：临时存储介质。 磁带：海量存储介质存储管理 列出硬盘上需要备份的数据文件；将选择好的文件由硬盘拷贝到磁带，并删除已备份的本地数据文件； 优化文件访问， 设置备份文件索引和磁带文件索引,数据回顾 这是医学数据管理的主要功能，能将监护中心接收的当前数据和历史数据以图形方式显示。主要是心电数据回顾和血压数据回顾。心电数据回顾 心电波形浏览、心律失常分析结果显示、ST段分析结果显示、HRV分析结果显示血压数据回顾 显示当前病人24小时血压动态趋势图,用户管理 该模块主要进行系统资源管理，为了适应监护中心满足多用户服务而进行的，主要功能模块有：管理用户注册信息增加用户注销用户更改用户,基本病历管理该模块是一种电子化病历管理系统，运行于病案管理室的计算机上，与总控台工作站以局域网方式连接，方便医生查询，将病案进行模块化划分基本表门诊表病史表体检表,血液透析远程监护网络,血液透析（hemodialysis，HD）是急慢性肾功能衰竭患者肾脏替代治疗方式之一。通过将体内血液引流至体外，经一个由无数根空心纤维组成的透析器中，血液与含机体浓度相似的电解质溶液（透析液）在一根根空心纤维内外，通过弥散/对流进行物质交换，清除体内的代谢废物、维持电解质和酸碱平衡；同时清除体内过多的水分。截至2010年12月31日,除西藏外,全国31个省市自治区登记注册的血液透析病人为221,628人,1.必要性(人工肾、洗肾)：,肾脏病人需要得到长期的密切监护，透析剂量会直接影响到透析病人的死亡率。病人需要每周做2-4次透析，每次几个小时，若病人没有按时透析或者透析时间不够时，极有可能产生并发症而导致死亡。有必要建立透析病人远程监护网络进行远程监护，减少并发症的发生。,家庭血透,家庭血透有很多优点。它可以让透析治疗更自由，时间安排更灵活，完全可以按照工作和生活时间表来安排透析时间，对工作和生活影响更小。家庭血透的病人也不需要频繁地到医院治疗，每月或更长时间门诊复查就可以了。由于家庭血透治疗操作的复杂性，需要专业医生的监控和指导。,2.透析远程监护网络结构： 由病人家和医学中心、透析中心、医生家等两端站点以及他们之间的通信连接构成. 病人的图像和数据通过网络连接送到透析中心医生办公室或家中，病人的相关医学信息、X线数字图像和实验数据保存在病人电子文件夹中。每个站点配备了高质量的电视会议系统，可以捕捉静止图像和视频图像，记录电子听诊音，获取本地或远地数据（试验数据及透析机参数），并修改医学纪录。,血液透析远程监护网络结构,病人每次透析或发生紧急情况时，医生可以在办公室或家中通过电视会议系统与病人见面，通过远端的听诊器听诊心脏、肺部和瘘管，获取图像，并在远地监测透析参数（包括自动血压、静脉压和动脉压、跨膜压、血流速度、传导率和体温、透析速度和钠补充量），检查病人的测试结果、心电图和X线报告，并将数据存储到病人多媒体文件夹中。,脐带受压，脐带绕颈（25%以上孕妇有此症状）宫内窘迫，宫内缺氧和胎动功能异常等因素时刻威胁着胎儿的健康，医生进行胎心检查的目的就是为了早发现这些异常症状，并及时处理，保证胎儿健康，降低胎儿死亡率。胎心检查最好每天进行，但天天到医院检