本發明實施例涉及醫療器械制備技術領域，特別是涉及一種遠程心臟監測系統。

背景技術：

隨著現代生活的快節奏，心血管疾病不僅嚴重的威脅越來越多人類的生命與健康，而且呈現年輕化趨勢，早期的檢查對心血管疾病的預防以及控制具有很大的價值。但是，由于人類沒有足夠的時間與精力定期接受醫院醫療體檢，導致心血管病無法早期檢測，無法得到有效的控制與預防，增大了由心血管病引發的死亡機率。

心音為心肌收縮、心臟瓣膜關閉和血液撞擊心室壁、大動脈壁等引起的振動所產生的聲音；心電為心臟在每個心動周期中，由起搏點、心房、心室相繼興奮而產生的生物電的變化。心電與心音包含著心臟的大量生理信息和病理信息，可作為評估心臟狀況的診斷參數。往往通過采集用戶的心音以及心電信息，可以反映用戶心臟的生理信息以及病理信息。鑒于此，一種遠程心臟監測系統應運而生。

現有技術中的遠程心臟監測系統通過采集用戶的心臟功能數據(心音、心電信息)，遠程傳輸給醫生，醫生根據這些信息對當前用戶心臟狀態信息進行評價。但是，隨著用戶的數量增加，數據的傳輸產生了大量的冗余數據，從而占用大量內存，增加了各個節點的能量損耗，降低網絡通信容量，導致無法及時或快速將待監測的數據傳輸到醫生端，延誤用戶獲取診斷結果的時間。

技術實現要素：

本發明實施例的目的是提供一種遠程心臟監測系統，以提高數據傳輸速率，增加網絡通信容量，提高遠程心臟監測系統的工作效率。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供以下技術方案：

本發明實施例一方面提供了一種遠程心臟監測系統，包括：

數據壓縮采集模塊、數據傳輸模塊、數據分析模塊以及數據反饋模塊；

其中，所述數據壓縮采集模塊用于根據壓縮感知理論對待采集的心電數據以及心音數據進行壓縮，再采集壓縮后的心電數據以及心音數據，作為用戶心臟評估數據；所述數據傳輸模塊用于將所述用戶心臟評估數據發送到云端；所述數據分析模塊用于根據分段正交匹配追蹤算法，對從云端中獲取的數據進行重構，以得到所述心電數據以及心音數據并將其發送給醫生；所述數據反饋模塊接收所述醫生的診斷結果，并將所述診斷結果反饋給所述用戶。

可選的，還包括：

交互模塊，用于所述用戶根據所述診斷結果通過交互界面與所述醫生進行交流與咨詢。

可選的，所述交互界面包括：

診斷結構告示欄、交流咨詢欄以及與用戶信息相關的健康新聞欄。

可選的，還包括：

驗證模塊，用于向所述用戶發送驗證信息，當判定接收到用戶返回的驗證信息正確時，再向所述用戶發送所述診斷結果。

可選的，所述數據反饋模塊包括：

綁定單元，用于根據用戶的標識信息與所述用戶移動終端進行綁定；

發送單元，用于根據所述標識信息將所述診斷結果以短信形式發送到所述移動終端。

可選的，還包括：

存儲模塊，用于將重構得到所述心電數據以及心音數據進行存儲。

可選的，還包括：

去噪模塊，用于在所述心電數據以及心音數據采集前以及進行重構前進行去噪處理。

本發明實施例提供了一種遠程心臟監測系統，包括數據壓縮采集模塊、數據傳輸模塊、數據分析模塊以及數據反饋模塊。根據壓縮感知理論待采集的心電數據以及心音數據進行壓縮處理，然后再進行采集；將壓縮過的數據進行傳輸，然后根據分段正交匹配追蹤算法，對壓縮數據進行重構恢復，以得到原始的心電數據以及心音數據，并將其發送給醫生；接收醫生根據心音數據以及心電數據對當前用戶的心臟狀況進行診斷的結果，最后將診斷結果反饋給用戶。

本申請提供的技術方案的優點在于，由于心電數據以及心音數據為上下波動，具有明顯的稀疏性，通過對待采集的用戶的心電數據以及心音數據進行了壓縮處理，在保證數據完整性的前提下可以大大的縮減數據的占用空間，在數據進行傳輸時，提高了傳輸效率與實時性，降低了網絡內存的占用量，提高了網絡通信容量，有利于提高遠程心臟監測系統的工作效率，提升了用戶使用體驗。

附圖說明

為了更清楚的說明本發明實施例或現有技術的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的遠程心臟監測系統的一種具體實施方式結構圖；

圖2為本發明實施例提供的遠程心臟監測系統的另一種具體實施方式結構圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于區別不同的對象，而不是用于描述特定的順序。此外術語“包括”和“具有”以及他們任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備沒有限定于已列出的步驟或單元，而是可包括沒有列出的步驟或單元。

現有技術中的遠程心臟監測系統隨著用戶的數量增加，數據傳輸產生的冗余數據，會占用大量內存，從而增加了各個節點的能量損耗，降低網絡通信容量，導致無法及時或快速將待監測的數據傳輸到醫生端，延誤用戶獲取診斷結果的時間。

本申請的發明人經過研究發現，反映心臟生理信息以及病理信息的心音數據以及心電數據，這些數據為上下波動的數據，具有明顯的較大的稀疏性，而壓縮感知理論可對稀疏信號可進行壓縮，從而大大的減少了網絡中用戶數據的傳輸量，且通過壓縮感知重構算法對壓縮數據進行解壓縮，可以精度很高的對數據進行還原，保證數據的完整性以及準確性。

鑒于此，本申請通過對待采集的當前用戶的心電數據以及心音數據，根據壓縮感知理論進行壓縮處理，將壓縮過的數據進行傳輸，然后根據分段正交匹配追蹤算法，對壓縮數據進行重構恢復，以得到原始的心電數據以及心音數據，并將其發送給醫生；接收醫生根據心音數據以及心電數據對當前用戶的心臟狀況進行診斷的結果，最后將診斷結果反饋給用戶。

在介紹了本發明實施例的技術方案后，下面詳細的說明本申請的各種非限制性實施方式。

首先參見圖1，圖1為本發明實施例提供的遠程心臟監測系統的一種具體實施方式結構圖，具體可包括以下內容：

數據壓縮采集模塊101、數據傳輸模塊102、數據分析模塊103以及數據反饋模塊104。

數據壓縮采集模塊101用于根據壓縮感知理論對待采集的心電數據以及心音數據進行壓縮，再采集壓縮后的心電數據以及心音數據，作為用戶心臟評估數據。

由于客觀條件所限不得不采集不完整的數據，或者采集數據占用空間太大時，而存儲有限無法采集待采集的數據。如果這些數據重建的信息之間有某種全局性的變換關系，并且這些信息滿足某種稀疏性條件，就總可以從比較少的數據中還原出比較多的信號來，這即為壓縮感知理論。

一般的壓縮感知理論都是對待采集的數據先進行壓縮，然后在進行采集。

心電、心音等數據是上下波動的，數據具有很明顯的稀疏性，因此可以運用壓縮感知理論來對稀疏的心電、心音等數據進行數據壓縮，采集少量數據便可。壓縮后的少量數據會更便于傳輸?？梢栽谥粋鬏斏倭繑祿畔⒌那闆r下，在醫用計算機終端把獲取的少量數據重構，這樣的優點在于傳輸高效快速，占用內存小，而且能夠達到要求的精度來完成數據壓縮采集任務。

數據壓縮采集模塊101可包括檢測裝置、采集裝置以及壓縮處理模塊。檢測裝置用于對心電、心音等數據進行檢測，采集裝置用于對心電數據與心音數據進行采集，例如可為壓力傳感器、心電傳感器等。

在壓縮采集心電、心音等檢測數據時，對檢測數據可進行分塊，每次讀取一段長度為m*n的矩陣塊，采用基于行的轉換，讀取該數據的前n個數值，將其存入矩陣塊的第一行，接著讀取下面的n個數值，存入矩陣塊，以此類推，最后的n個數值存入矩陣塊的最后一行。

對心電、心音等檢測數據進行稀疏變換，將每一個n*n的數據塊進行離散余弦變換，各子塊數據經過稀疏變換后獲得稀疏矩陣x，由于稀疏系數矩陣具有稀疏性，可利用壓縮感知理論對其壓縮。

首先構造一個大小m*n的觀測矩陣φ，計算觀測值矩陣y：

y＝φx。

觀測值矩陣即為需要進行傳輸的數據。

數據壓縮采集模塊101壓縮處理模塊對傳感器檢測的原始數據進行去噪等預處理，清除異常數據，過濾噪音；對預處理后的數據利用壓縮感知理論中的匹配追蹤算法對數據進行壓縮，該算法每一次迭代的原子可能會在下一次迭代中有所丟棄，殘差也會得到相應的更新，這樣有效地增加了重構精度，當然，也可采用壓縮感知理論中其他的算法進行壓縮處理，這均不影響本申請的實現；控制數據傳輸模塊發送壓縮后數據。

所述數據傳輸模塊102用于將壓縮后的數據發送到云端。

傳統的數據傳輸是將經過編碼以后的數據流利用相應的傳輸協議進行傳輸，在經過壓縮后的數據在傳輸的時候只需要少量數據，便可以在醫用計算機終端進行數據重構得到原始的心電、心音等檢測數據(心電圖等)，如果傳輸的少量數據不足以恢復心電、心音等檢測數據完整的圖像或者數據，可以繼續傳輸，直至達到要求為止。

數據傳輸模塊102可為無線傳輸模塊，具體可包括無線發射器以及無線發射器控制單元。當然，也可為其他傳輸方式，例如短距離的傳輸可采用藍牙進行傳輸。

數據分析模塊103用于根據分段正交匹配追蹤算法，對從云端中獲取的數據進行重構，以得到所述心電數據以及心音數據并將其發送給醫生。

將壓縮后的數據發送到云端，云端可將其放入緩存中，醫生在獲取用戶的心電、心音數據時，具體的可為：

從云端的緩存內讀取數據，進行壓縮感知重構，可采用分段正交匹配追蹤算法，當然，也可采用其他算法，這均不影響本申請的實現。每次從壓縮后的m×n矩陣塊中讀取一列長度大小為m的數據，與觀測矩陣相乘得到殘余相關性向量；然后通過設定閾值，每次從觀測矩陣中選取多個原子，形成一個初始的原子集合并用于更新支撐集；最后利用最小二乘法求得近似解，同時完成對余量的更新，此時檢查終止條件是否滿足，如不滿足則繼續循環進行余量的更新和近似解的逼近，否則，所得的近似解就是對原始m個數據的重構結果，長度大小為n，最終完成從壓縮數據量m×n到原始數據量n×n的重構，其中m遠小于n，在保證重構質量的同時，更快的完成壓縮感知重構過程。經過此重構過程以后的數據就可以恢復出原始的心電、心音等數據。

通過將還原后的數據發送到醫生端，醫生分析這些數據對用戶的心臟功能進行評價，然后將評價后的結果發送到數據反饋模塊104。

數據反饋模塊104接收所述醫生的診斷結果，并將所述診斷結果反饋給所述用戶。

在一種具體的實施方式中，數據反饋模塊104可包括：

綁定單元1041，用于根據用戶的標識信息與所述用戶移動終端進行綁定；

發送單元1042，用于根據所述標識信息將所述診斷結果以短信形式發送到所述移動終端。

綁定單元，是為了便于用戶接收到準確的診斷結果，且提高整個系統的安全性以及保護用戶的隱私。具體的可與用戶的移動智能手機、平板、可穿戴設備(手表、手環)等進行綁定。

可以將醫生的診斷結果生成短信、彩信、網頁、音頻、視頻等各種格式的文件，然后發送到用戶端。當然，也可采用其他方式，這均不影響本申請的實現。

由上可知，本發明實施例由于心電數據以及心音數據為上下波動，具有明顯的稀疏性，通過對待采集的用戶的心電數據以及心音數據進行了壓縮處理，在保證數據完整性的前提下可以大大的縮減數據的占用空間，在數據進行傳輸時，提高了傳輸效率與實時性，降低了網絡內存的占用量，提高了網絡通信容量，有利于提高遠程心臟監測系統的工作效率，提升了用戶使用體驗。

可選的，在一種具體的實施方式中，請參閱圖2，所述遠程心臟監測系統還可包括：

交互模塊105，用于所述用戶根據所述診斷結果通過交互界面與所述醫生進行交流與咨詢。

交互模塊105為設置在用戶客戶端上，例如設置相應的軟件包app安裝在用戶的移動終端，在該app進行操作，實現人機互動，例如查詢某個時間段的聽力檢測結果，或者做相應的標記，等等。app可同時兼容各個硬件操作平臺，例如android以及ios。

在該app交互界面可包括：

診斷結構告示欄、交流咨詢欄以及與用戶信息相關的健康新聞欄。

用戶可以在該軟件上的診斷結構告示欄查看自己的診斷結果；還可以在交流咨詢欄在線與醫生進行交流與咨詢；健康新聞欄為根據用戶的一些信息(例如用戶的相關疾病信息)自動推送的信息。

通過設置交互模塊，大大的方便了用戶的查詢診斷結果，提供與醫生的在線交流，不僅可對醫生的診斷結果進行確認以及咨詢疾病的治療與預防信息，有利于提升用戶的使用體驗。

在另一種具體的實施方式中，請參閱圖2，所述遠程心臟監測系統還可包括：

驗證模塊106，用于向所述用戶發送驗證信息，當判定接收到用戶返回的驗證信息正確時，再向所述用戶發送所述診斷結果。

為了進一步的保證系統的安全性以及保護用戶的隱私，可增加驗證模塊，只要當用戶輸入的驗證信息符合預設的驗證信息，才將診斷結果進行發送。

為了進一步的提高系統的穩定性，請參閱圖2，所述述遠程心臟監測系統還可包括：

存儲模塊107，用于將重構得到所述心電數據以及心音數據進行存儲。

將數據進行存儲，在系統突然斷電或發生故障時，避免數據丟失，重新進行上傳與下載，提高了整個系統的效率，有利于提高系統的穩定性。

由于采集數據時，采集裝置本身的噪聲干擾以及外界各種因素的干擾，都會導致采集數據噪聲太大；此外，再進行數據還原時，不可避免的數據在傳輸過程中會攜帶噪聲，從而導致重構還原數據不準確。為了保證采集數據與重構還原數據的準確性，在數據進行采集時以及還原時，請參閱圖2，所述述遠程心臟監測系統還可包括：

去噪模塊108，用于在所述心電數據以及心音數據采集前以及進行重構前進行去噪處理。

通過去噪處理，可提升用戶診斷的準確度，提高整個系統的測試準確度。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。

專業人員還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的范圍。

結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(ram)、內存、只讀存儲器(rom)、電可編程rom、電可擦除可編程rom、寄存器、硬盤、可移動磁盤、cd-rom、或技術領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。

以上對本發明所提供的一種遠程心臟監測系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。