远程心电监护系统中数据压缩算法和通信协议的研究

摘要

近年来，心脏病的发病率和死亡率不断上升，已成为威胁人类生命健康的主要疾病之一。据统计，全世界约有1/3的人口死亡是因心脏病引起的，而我国，每年有几十万人死于心脏病。因此，对于心脏病的预防和治疗越来越引起人们的重视。普通的心电检查仅能记录受检者静态时短暂的心电信号，对于恶性心律失常和心肌缺血等不能客观地反应，也不能记录睡眠、运动、工作劳累或情绪波动等特定状态下的心电波形，因此长时间心电监护成为保证重症病人生命安全的重要手段。此外，心脏疾病具有突发性强、发病征兆不易察觉的特点，一些特殊的人群，如术后在家恢复的病人、残疾人和不能自理的老年人、高发病人群、孕妇和胎儿等的心电监护都需要长时间、不间断地在院外进行。考虑到目前我国的现实国情：医院的资源有限，无法做到对众多可疑的心脏病人同时实行有效的监护，且一般病人也无法承担在院长期监护的高额费用。因此，建立有效延伸到社区和家庭的远程心电监护与救治体系，是提高心血管疾病防治水平的有效途径。 本文介绍的基于CDMA20001x的远程心电监护系统充分利用现有CDMA20001x网络技术和资源，采用便携式监护终端，克服了现有系统的缺点，提高了监护的实时性、准确性和科学性。本文主要介绍了系统的整体架构和功能模型、软硬件的设计与实现、心电数据压缩算法和通信协议的研究与实现。 本文针对CDMA20001x网络的特点和心电信号的特征，在现有心电数据压缩算法的基础上提出了基于模板匹配和改进的快速LADT结合的心电数据压缩算法。同时，为了便于对患者的心电数据进行传输、管理以及其它的系统交互，本文提出了一种基于无线网络传输的通信协议。 最后，本文介绍了心电数据的采集、处理以及无线传输的设计与实现，为心电信号的分析和存储提供了实时、可靠的数据，为系统的实现提供了保障。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.2.1远程心电监护系统

1.2.2心电数据压缩算法

1.3本文主要研究内容和结构

第2章系统的设计与实现

2.1引言

2.2系统的整体架构和功能模型

2.3系统的硬件设计与实现

2.3.1心电监护终端

2.3.2无线通信网络

2.3.3中心服务站

2.4系统的软件设计与实现

2.4.1心电数据压缩

2.4.2无线通信协议

2.4.3心电分析

2.4.4数据管理

2.4.5中心服务站软件系统

2.5系统的技术特点

2.6本章小结

第3章心电数据压缩算法的研究与实现

3.1引言

3.2现有的心电数据压缩算法

3.3心电数据压缩算法的评价标准

3.4模板匹配算法和改进的快速LADT算法

3.4.1模板匹配算法

3.4.2改进的快速LADT算法

3.5基于模板匹配和改进的快速LADT结合的心电数据压缩算法

3.5.1算法的基本思想

3.5.2算法的实现步骤

3.5.3算法实现的关键技术

3.5.4算法实现的流程图

3.5.5实验结果

3.6本章小结

第4章无线通信协议

4.1引言

4.2无线通信协议的设计与实现

4.2.1数据结构

4.2.2实现细节

4.3本章小结

第5章心电数据无线传输的设计与实现

5.1引言

5.2心电数据的采集

5.2.1 VC++的串行通信

5.2.2串行通信的编程实现

5.3 CDMA2000 1x无线网络系统

5.3.1 CDMA2000 1x分组数据服务

5.3.2 CDMA2000 1x分组数据服务的操作

5.4 PPP协议

5.4.1 PPP链路建立过程

5.4.2认证方式

5.4.3 PPP协议的应用

5.5心电数据无线传输的设计与实现

5.5.1无线网络的建立

5.5.2心电数据的无线传输

5.6实验结果

5.7本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明及使用授权书

致谢