胎心率遠程監(jiān)護系統(tǒng)的中心站設(shè)計-- 生物物理學

1、胎心率遠程監(jiān)護系統(tǒng)的中心站設(shè)計- 生物物理學1系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理簡介基于電話網(wǎng)的胎心率遠程監(jiān)護系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。對于整個系統(tǒng)而言，它由遠端的胎心率檢測部分和醫(yī)院中心站分析兩部分組成，兩者通過電話網(wǎng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。胎心率檢測是胎心率檢測儀來完成，并由Modem來完成數(shù)據(jù)的傳輸。中心站的基本硬件配置需要一臺PC機、一個Modem(調(diào)制解調(diào)器)、一根電話線、一部電話機和一臺激光打印機。除硬件配置外，還需要有實現(xiàn)中心站功能的中心站軟件。實現(xiàn)本系統(tǒng)的功能，首先需要孕婦租用醫(yī)院的胎心率檢測儀包括Modem，這樣此孕婦就成為本系統(tǒng)的合法用戶之一，孕婦就可在家中完成胎心率的監(jiān)護。胎心率檢測儀根據(jù)

2、多普勒原理通過母體腹壁來間接獲得心率值，使胎心率檢測具有無損傷性，從而使孕婦能夠進行自我監(jiān)護。數(shù)據(jù)傳輸是在一次胎心率監(jiān)護完畢后進行，而不是采用數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)護的同步方式，減少了傳輸時間，降低了通訊費用。數(shù)據(jù)由中心站分析，醫(yī)生根據(jù)分析指標和孕婦的實際情況作出診斷。若發(fā)現(xiàn)有異常，應由醫(yī)生及時通知孕婦來院進行其它檢查，防止胎兒進一步受損。孕婦使用完后需辦理結(jié)算，歸還胎心率檢測儀。 2中心站軟件設(shè)計系統(tǒng)中心站的主要任務是完成胎心率數(shù)據(jù)的正確接收、胎心率曲線的分析及醫(yī)生診斷、病人信息的管理。中心站軟件除上述主要功能外，還有許多輔助功能，保證了中心站功能的完整性和使用的方便性。整個中心站軟件的總體結(jié)構(gòu)。中心

3、站軟件設(shè)計采用了基于Windows3.2平臺上的Visual basic 4.0軟件編程來實現(xiàn)。 2.1胎心率數(shù)據(jù)接收胎心率檢測儀采集的胎心率數(shù)據(jù)通過Modem和電話線，經(jīng)RS232串行口存入硬盤的數(shù)據(jù)庫中，分析模塊通過對庫中記錄的讀取來分析。分析模塊和通訊模塊互不干涉，相互之間只有通過數(shù)據(jù)文件耦合，提高了通訊的獨立性和穩(wěn)定性。中心站Modem和前端Modem約定采用Xmodem協(xié)議進行通訊，并約定通訊參數(shù)設(shè)置如下：速度9600 bps、8位數(shù)據(jù)位、無校驗位、1位停止位。程序采用VB的專用通訊控制(Communications Control)來完成數(shù)據(jù)的傳輸。由于胎心率的正常范圍為(1201

4、60) bpm，極少超過200 bpm，所以采用一個字節(jié)的二進制(0255)來表示胎心率的值。通訊控制每次接收到數(shù)據(jù)，就產(chǎn)生一次中斷，并進入到中斷服務程序，由中斷服務程序來控制數(shù)據(jù)接收過程，而通訊控件只是完成物理上的數(shù)據(jù)發(fā)送和接受。數(shù)據(jù)接收過程在接收完全部數(shù)據(jù)后一次性將所有數(shù)據(jù)存盤而不是分階段的接收存盤接收方式，減少了接收過程中的存盤操作，加快了數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)存放在明細字段(Memo)中，即一次監(jiān)護只產(chǎn)生一條記錄，減少了文件數(shù)量，易于管理。2.2胎心率數(shù)據(jù)分析從胎心率檢測儀得到胎心率是一個個離散值：F(Tn)(Tn=1，2，3)。將各個胎心率值按時間先后連接起來得到胎心率曲線。由胎心率曲線來

5、計算各胎心率監(jiān)護指標并不是相互獨立的過程，而是密切相關(guān)的。整個計算過程如圖3所示。從圖中可知，我們首先計算反映胎心率基線特征的特征基線值，然后由它作為初始值，逐步逼近得到胎心率曲線的基線。根據(jù)胎心率基線計算出胎心率加速、胎心率減速，然后再得到胎心率的波動幅度和波動頻率及胎心率的長變異情況。在得到各項具體指標后，將這些指標進行Krebs評分，最后得到綜合評分值，由此預測胎兒健康狀況。臨床試驗表明，胎心率監(jiān)護不帶有特異性，不能確定造成胎兒損害的具體原因，所以本中心站的診斷結(jié)果只是分為簡單的幾種類型，具體原因和醫(yī)囑由臨床醫(yī)生根據(jù)實際情況進行填寫。 中心站除計算上述指標外，還提供了心率統(tǒng)計直方圖、監(jiān)護

6、指標趨勢圖來輔助醫(yī)生診斷。同時在計算上述指標時，醫(yī)生可對判定參數(shù)自行設(shè)定，以適應實際情況和符合醫(yī)生的臨床診斷習慣。分析結(jié)果不但可用報表方式顯示，還對波形特征進行了圖形標記，使醫(yī)生對整個曲線的特征一目了然。3實例分析中心站設(shè)計完成后，我們暫時采用仿真數(shù)據(jù)對中心站的數(shù)據(jù)分析部分進行了測試。數(shù)據(jù)來源于安科公司ASF020多功能胎兒監(jiān)護儀操作手冊提供的心率曲線圖；有關(guān)文獻中的心率曲線圖3，4。共選取15個樣例，采用軟件生成，鍵盤和鼠標來仿真胎心率曲線形狀輸入，從而獲得要求格式的胎心率數(shù)據(jù)。由于上述資料只提供了監(jiān)護的曲線圖和醫(yī)生的診斷結(jié)果或最后的產(chǎn)后結(jié)果，沒有具體的各項監(jiān)護指標值，所以我們只對由綜合評分

7、得出的相應結(jié)果和實際產(chǎn)后結(jié)果或醫(yī)生診斷進行了比較。除了一條非常特殊的正弦狀胎心率曲線外，其它胎心率曲線的分析結(jié)構(gòu)基本都符合診斷結(jié)果或?qū)嶋H產(chǎn)后情況(14/15)。在這里，我們選擇最近從臨床上采樣得到的一病例為例來說明：患者31歲，經(jīng)血壓、尿蛋白和B超測定，診斷為中度妊高癥、巨大兒。利用床邊胎心率監(jiān)護儀對病人進行胎心率監(jiān)護，得到胎心率曲線，并仿真輸入到本系統(tǒng)的中心站。分析結(jié)果得出綜合評分值為10分，屬于正常。實際孕婦行剖腹產(chǎn)得到一個體重4700 g的超重健康嬰兒。4評估與展望采用上述的胎心率檢測方式，因其無損傷性、操作簡單、無禁忌癥，所以將胎心率遠程監(jiān)護作為一種篩選手段很有臨床意義。而且采用胎心率的計算機輔助分析后，克服了當前臨床許多胎心監(jiān)護儀只能簡單記錄和描繪胎心率曲線，監(jiān)護指標手工計算主觀性大，一致性低等缺點，提高了監(jiān)護的精確性和客觀性5。由于目前測試的胎心率記錄數(shù)目還很有限，而且還只是個數(shù)據(jù)仿真測試過程，所以要使系統(tǒng)完全符合臨床使用要求，還需有待進一步的臨床驗證。同時胎心率變化受到的影響因素多，使胎心率曲線類型多樣，要使計算機都能夠準確地分析，還需要進行更多的臨床識別和驗證，才能使系統(tǒng)具有良好的預測能力6。目前本系統(tǒng)中心站只采用一路接收，所以遠端的胎心率檢測儀數(shù)目還不能很多，否則會引起電話通道擁擠，造成用戶不滿。擴大遠端胎心率檢測儀的數(shù)目需要中心站采用多路接收方式。實現(xiàn)中