心电远程监护系统的数据库系统设计与数据压缩算法研究

摘要

心血管疾病是威胁人类生命的最主要疾病之一，随着我国人口老龄化程度的增加，心脏病成为我国越来越突出的问题。心电远程监护(ECG Telemonitor)系统的发展，使得心脏病人可以得到及时有效的治疗。远程监护是一种通过对人体生理参数进行远程监测来分析远端监护对象健康状况的方法。它是实现远程医疗的基础，近年来远程监护技术在世界范围内已成为一个非常重要的研究领域。心电数据库作为一种宝贵的医学资源，对医学研究、临床诊断、疾病过程和预后判断具有重要价值。 本文的研究工作主要围绕用户信息和心电数据的管理及心电数据的压缩算法研究方面，主要工作如下： 1)在分析、研究国内外各种有关远程监护系统原理及其数据库技术的基础上，选用开源数据库系统MySQL建立了心电远程监护的数据库管理系统。数据库的设计遵循软件开发工程的标准，对数据库的形成过程进行了详细的阐述。本文所做的数据库系统是在本实验室开发的心电远程监护系统的基础上完成的，对用户信息和采集数据实现了有效的管理。 2)由于系统采集的心电信号数据量非常大，所以必须有一个高效的压缩算法来对数据进行压缩，以节省数据传输带宽及数据存储。同时，系统的实时性也是非常重要的，压缩算法应尽量满足快速的特性。本文在研究了传统的统计编码(Huffman编码等)及字典式编码(LZ系列)基础上，进行改进实现了一种较快速高效的变长字典式编码，提高了压缩比；同时又对心电数据的特点进行分析，通过借鉴JPEG压缩编码中的预测器思想，改进形成了一种更高效的预测器编码，针对高采样率的心电信号进行压缩，得到了更高的压缩比。 3)在数据传输协议方面，本文也作了相应的改动，以适应数据库的要求。数据传输使用数据压缩算法，可以很好地节省网络带宽，同时由于两种压缩算法都是采用变长编码算法，如果不知道压缩原理，就不可能解码得出正确的信息，这从另一个方面也起到了信息加密的作用。 4)本文在软件方面，用VC分别实现了心电数据库管理系统和压缩编码算法。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2远程医疗国内外相关研究现状

1.3心电远程监护的研究现状

1.4本文研究的目的和内容

2远程监护系统的核心技术问题

2.1心电生理学基础

2.1.1正常心电波形及意义

2.1.2噪声来源及其幅频特性

2.2远程心电监护系统的软件设计

2.2.1基于C/S结构的系统

2.2.2面向对象技术在监护系统中的应用

2.3数据通信技术

2.3.1 TCP/IP协议

2.3.2 winsock网络编程

2.3.3监护系统的数据传输协议

2.4数据库技术

2.5数据压缩技术

2.6其它技术

2.6.1数据采集技术

2.6.2心电数据分析技术

2.7本章小结

3监护系统的数据库设计及软件系统开发

3.1 MySQL简介

3.1.1 MySQL的特点

3.1.2数据库的选择

3.2数据库技术的应用

3.2.1数据库的连接方式

3.2.2 MySQL数据库操作的主要函数

3.3监护系统的数据库设计

3.3.1数据库结构设计

3.3.2数据库应用程序设计

3.4软件系统设计

3.4.1数据库管理系统界面

3.4.2基本信息管理界面

3.5本章小结

4心电数据无损压缩研究

4.1数据压缩

4.1.1数据压缩的理论基础

4.1.2无损压缩与有损压缩

4.1.3无损压缩的两种基本方法

4.2心电数据压缩

4.3压缩指标

4.4心电数据的预处理

4.5压缩编码设计

4.5.1 Huffman编码

4.5.2 LZ编码

4.5.2改进的编码设计

4.5.3针对心电数据特点改进的压缩算法

4.6结果及讨论

4.6.1压缩结果

4.6.2 讨论

5结论与展望

致谢

参考文献

附录