远程专家咨询系统
作者：张永红 李易珉 常洪生 白净
单位：清华大学电机系(北京 100084)
关键词：远程医疗；心电图传输；专家咨询系统
北京生物医学工程990403 摘 要 针对家庭心电图远程监护系统，我们设计并实现了心电图的远程专家咨询系统，该系统具有心电图数据的选择、自动传送和显示功能，远地专家可根据接收的数据给医院值班医生提供参考意见。本文介绍了监护中心和专家端软件设计及两机间的通讯协议。
A Consultation System for ECG Telemonitoring Network
Zhang Yonghong, Li Yimin, Chang Hongsheng, Bai Jing
, http://www.100md.com
(Dept. Of Electrical Eingineering, Tsinghua University,Beijing 100084)
Abstract
A consultation system for a home ECG telemonitoring network was developed to help the doctor on duty to get proper diagnosis through the advice given by a medical expert at a remote site. ECG data files can be selected by the doctor on duty and transmitted back and forth between a hospital monitoring center and an expert's terminal automatically, and the ECG waves can be displayed in front of the expert. The design of the software at the monitor center and the expert's site and the communication protocol are introduced in this paper.
, 百拇医药
Key words:Telemedicine; ECG transmission; Consultation system
0 引 言
面向家庭的医疗保健是当今生物医学工程领域的研究热点和发展趋势[1]，由于目前心血管疾病的发病率较高并有增长的趋势，我们研制了一个家庭心电/血压远程监护系统[1—3]，用于对家中心脏病人和高血压病人进行远程监护。患者可以利用家中的监测设备，通过程控电话网或计算机网络向医院的监护中心发送心电图和血压数据，以实现心电图和血压的远程监护。这对于心血管疾病的早期诊断与防治，提高患者的生活质量具有重要意义。
虽然该监护系统具有心电图自动分析功能，可以辅助医生诊断。但是，有时值班医生不能对心电图进行确诊，需要得到专家的帮助。为此我们开发了远程专家咨询系统，实现监护中心患者心电图的选择、专家端心电图的自动获取和显示，这样，专家可以根据心电图给值班医生提供诊断建议。
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1 系统设计与实现
1.1 系统构成
远程专家咨询系统以位于专家端的PC机和医院监护中心的SUN SPARC station 10工作站为硬件环境，通过电话网将两部分联接起来，其结构如图1所示。
图1 远程专家咨询系统结构图
专家根据需要与医院中心站建立联接，要求中心站传送心电数据，这时中心站的值班医生可选择在诊断中有疑问或具有典型意义的病例送至专家处，以供专家参考和提供诊断意见。
因此，整个系统软件设计由三个部分组成：医院监护中心用户界面、专家端用户界面和两端通讯机制。
1.2 医院监护中心软件设计
, 百拇医药
中心站软件以UNIX操作系统为软件开发和工作平台，由心电图数据传送程序和用户操作界面组成。值班医生通过用户操作界面选择某一病人的某个心电图数据，心电图数据传送程序完成与专家端间的数据通讯，其数据流图如图2所示。中心站进程间的通信采用信号驱动方式[4]：数据传送程序通过向用户操作界面程序发信号使其作出响应，并通过发送消息在进程间传送实际通信数据。
图2 监护中心端进程通信数据流图
中心站操作界面设计采用X window窗口系统中面向对象的程序开发环境Xview工具箱[5]，是由美国Sun Microsystems公司在SunView Window系统基础上开发的，设计界面符合OPEN LOOK标准为原则，图3为患者心电图数据选择窗口，使用者可利用键盘和鼠标操作选择病人号和要传送的心电图文件。
图3 监护中心端患者心电图数据选择窗口1.3 专家端软件设计
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专家端软件运行于PC平台，它通过串口的调制解调器进行拔号，远程登录监护中心工作站，建立终端连接。然后接收中心工作站端选择的病人心电图数据并将其以文件的方式保存在本地硬盘中。之后专家可对根据显示的病人心电图进行分析、判断，提供诊断参考意见。
软件设计采用Windows 95，Windows 98及Windows NT4.0等32位操作系统平台，选择Microsoft Visual Basic 5.0作为开发工具，通过创建Terminal工程来组织编写、编译及调试工作，包括窗体文件和模块文件两部分，其结构如图4所示。窗体文件包括六个窗体模块，包含了要与用户交互的界面信息和响应事件的代码，包括用户触发的和系统触发的各种事件。标准模块Module1中定义了一些公共变量，编写了几个函数和通用过程，还包括调用系统API函数的声明。
图4 Terminal工程结构图
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专家端以通信定制控件MScomm为核心来设计通讯模块，该控件中封装了所需要的有关通信的Windows API函数，并由它来控制通信的一些细节问题。在应用程序中，我们通过访问通信控件的接口来实现信息的传递和数据的交换，并采用事件驱动的方式，编写响应各种通讯事件和错误的代码。具体实现时，我们在主界面窗体frmMain中，放置了一个MScomm控件，Name属性为MScomm1，在MScomm1-OnComm事件过程中，添加了代码，根据CommEvent属性，进行不同的操作。核心问题是CommEvent属性值为常数comEvReceive时的响应，也即是发生了接收数据事件时的响应。
专家端软件具有以下功能：
(1)参数设置：包括端口设置和登录信息设置，用户可设置和修改端口号、波特率、登录用户名和密码等信息。
(2)心电图获取和存储：用户按下“拨号”按钮使用拨号菜单进行拨号，以连接远程工作站。用户既可以单击某一使用过的电话号码快速拨号，也可以输入新号码拨号。拨号完毕后，程序通过调制解调器登录到远程工作站上建立连接，并与工作站端进行交互，然后接收心电图数据并以文件方式保存到本地硬盘上。
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(3)心电图显示：接收的数据文件可以立即显示，也可以稍候单击文件菜单中“显示波形”实现，或单击“打开文件”按钮选择接收的数据文件来显示。图5为心电图显示界面，状态栏显示了监护时间、数据接收时间以及文件路径等信息。用户可根据右上角提示，按“←”键和“→”键实现波形前后滚动。用户可通过颜色菜单选择自己喜欢的波形颜色和背景网格颜色。
图5 专家端心电图显示界面
(4)帮助：软件提供了详细的帮助文档来帮助用户使用。用户可通过主题词查询详细操作步骤。
1.4 通讯机制
专家端PC机与医院监护中心工作站数据通讯机制如图6所示。专家端软件成功登录后首先要通过参数校验以检查传送状态是否正常，校验通过后再传心电数据。
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图6 专家端与医院监护工作站数据通讯机制
2 结 论
本文介绍的远程专家咨询系统作为家庭心电图/血压远程监护系统的重要辅助部分已经在实验室环境下成功运行。它不仅可以接收心电图的专家咨询，而且可以拓展成多参数、以及图像的专家咨询系统，从而广泛地应用于远程医疗和家庭健康保健。
作者简介：张永红(1969-)，女，清华大学电机系，讲师。
参考文献
1 白净，张永红.家庭心电/血压监护网系统.世界医疗器械，1996，2：42
2 Bai J, et al. The design and preliminary evaluation of a home electrocardiography and blood pressure monitoring network. Journal of Telemedicine and Telecare,1996,2：100
3 Zhang Y, et al. First trail of home ECG and blood pressure telemonitoring system in Macau. Telemedicine Journal,1997,3:67
4 钱培德主编.UNIX系统程序设计技术.中国科学院希望电脑技术公司，1990.9
5 叶欣等编.XView编程手册.海洋出版社，1991.5
(1998-12-30收稿), 百拇医药
单位：清华大学电机系(北京 100084)
关键词：远程医疗；心电图传输；专家咨询系统
北京生物医学工程990403 摘 要 针对家庭心电图远程监护系统，我们设计并实现了心电图的远程专家咨询系统，该系统具有心电图数据的选择、自动传送和显示功能，远地专家可根据接收的数据给医院值班医生提供参考意见。本文介绍了监护中心和专家端软件设计及两机间的通讯协议。
A Consultation System for ECG Telemonitoring Network
Zhang Yonghong, Li Yimin, Chang Hongsheng, Bai Jing
, http://www.100md.com
(Dept. Of Electrical Eingineering, Tsinghua University,Beijing 100084)
Abstract
A consultation system for a home ECG telemonitoring network was developed to help the doctor on duty to get proper diagnosis through the advice given by a medical expert at a remote site. ECG data files can be selected by the doctor on duty and transmitted back and forth between a hospital monitoring center and an expert's terminal automatically, and the ECG waves can be displayed in front of the expert. The design of the software at the monitor center and the expert's site and the communication protocol are introduced in this paper.
, 百拇医药
Key words:Telemedicine; ECG transmission; Consultation system
0 引 言
面向家庭的医疗保健是当今生物医学工程领域的研究热点和发展趋势[1]，由于目前心血管疾病的发病率较高并有增长的趋势，我们研制了一个家庭心电/血压远程监护系统[1—3]，用于对家中心脏病人和高血压病人进行远程监护。患者可以利用家中的监测设备，通过程控电话网或计算机网络向医院的监护中心发送心电图和血压数据，以实现心电图和血压的远程监护。这对于心血管疾病的早期诊断与防治，提高患者的生活质量具有重要意义。
虽然该监护系统具有心电图自动分析功能，可以辅助医生诊断。但是，有时值班医生不能对心电图进行确诊，需要得到专家的帮助。为此我们开发了远程专家咨询系统，实现监护中心患者心电图的选择、专家端心电图的自动获取和显示，这样，专家可以根据心电图给值班医生提供诊断建议。
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1 系统设计与实现
1.1 系统构成
远程专家咨询系统以位于专家端的PC机和医院监护中心的SUN SPARC station 10工作站为硬件环境，通过电话网将两部分联接起来，其结构如图1所示。
图1 远程专家咨询系统结构图
专家根据需要与医院中心站建立联接，要求中心站传送心电数据，这时中心站的值班医生可选择在诊断中有疑问或具有典型意义的病例送至专家处，以供专家参考和提供诊断意见。
因此，整个系统软件设计由三个部分组成：医院监护中心用户界面、专家端用户界面和两端通讯机制。
1.2 医院监护中心软件设计
, 百拇医药
中心站软件以UNIX操作系统为软件开发和工作平台，由心电图数据传送程序和用户操作界面组成。值班医生通过用户操作界面选择某一病人的某个心电图数据，心电图数据传送程序完成与专家端间的数据通讯，其数据流图如图2所示。中心站进程间的通信采用信号驱动方式[4]：数据传送程序通过向用户操作界面程序发信号使其作出响应，并通过发送消息在进程间传送实际通信数据。
图2 监护中心端进程通信数据流图
中心站操作界面设计采用X window窗口系统中面向对象的程序开发环境Xview工具箱[5]，是由美国Sun Microsystems公司在SunView Window系统基础上开发的，设计界面符合OPEN LOOK标准为原则，图3为患者心电图数据选择窗口，使用者可利用键盘和鼠标操作选择病人号和要传送的心电图文件。
图3 监护中心端患者心电图数据选择窗口1.3 专家端软件设计, http://www.100md.com
专家端软件运行于PC平台，它通过串口的调制解调器进行拔号，远程登录监护中心工作站，建立终端连接。然后接收中心工作站端选择的病人心电图数据并将其以文件的方式保存在本地硬盘中。之后专家可对根据显示的病人心电图进行分析、判断，提供诊断参考意见。
软件设计采用Windows 95，Windows 98及Windows NT4.0等32位操作系统平台，选择Microsoft Visual Basic 5.0作为开发工具，通过创建Terminal工程来组织编写、编译及调试工作，包括窗体文件和模块文件两部分，其结构如图4所示。窗体文件包括六个窗体模块，包含了要与用户交互的界面信息和响应事件的代码，包括用户触发的和系统触发的各种事件。标准模块Module1中定义了一些公共变量，编写了几个函数和通用过程，还包括调用系统API函数的声明。
图4 Terminal工程结构图
, http://www.100md.com
专家端以通信定制控件MScomm为核心来设计通讯模块，该控件中封装了所需要的有关通信的Windows API函数，并由它来控制通信的一些细节问题。在应用程序中，我们通过访问通信控件的接口来实现信息的传递和数据的交换，并采用事件驱动的方式，编写响应各种通讯事件和错误的代码。具体实现时，我们在主界面窗体frmMain中，放置了一个MScomm控件，Name属性为MScomm1，在MScomm1-OnComm事件过程中，添加了代码，根据CommEvent属性，进行不同的操作。核心问题是CommEvent属性值为常数comEvReceive时的响应，也即是发生了接收数据事件时的响应。
专家端软件具有以下功能：
(1)参数设置：包括端口设置和登录信息设置，用户可设置和修改端口号、波特率、登录用户名和密码等信息。
(2)心电图获取和存储：用户按下“拨号”按钮使用拨号菜单进行拨号，以连接远程工作站。用户既可以单击某一使用过的电话号码快速拨号，也可以输入新号码拨号。拨号完毕后，程序通过调制解调器登录到远程工作站上建立连接，并与工作站端进行交互，然后接收心电图数据并以文件方式保存到本地硬盘上。
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(3)心电图显示：接收的数据文件可以立即显示，也可以稍候单击文件菜单中“显示波形”实现，或单击“打开文件”按钮选择接收的数据文件来显示。图5为心电图显示界面，状态栏显示了监护时间、数据接收时间以及文件路径等信息。用户可根据右上角提示，按“←”键和“→”键实现波形前后滚动。用户可通过颜色菜单选择自己喜欢的波形颜色和背景网格颜色。
图5 专家端心电图显示界面(4)帮助：软件提供了详细的帮助文档来帮助用户使用。用户可通过主题词查询详细操作步骤。
1.4 通讯机制
专家端PC机与医院监护中心工作站数据通讯机制如图6所示。专家端软件成功登录后首先要通过参数校验以检查传送状态是否正常，校验通过后再传心电数据。
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图6 专家端与医院监护工作站数据通讯机制
2 结 论
本文介绍的远程专家咨询系统作为家庭心电图/血压远程监护系统的重要辅助部分已经在实验室环境下成功运行。它不仅可以接收心电图的专家咨询，而且可以拓展成多参数、以及图像的专家咨询系统，从而广泛地应用于远程医疗和家庭健康保健。
作者简介：张永红(1969-)，女，清华大学电机系，讲师。
参考文献
1 白净，张永红.家庭心电/血压监护网系统.世界医疗器械，1996，2：42
2 Bai J, et al. The design and preliminary evaluation of a home electrocardiography and blood pressure monitoring network. Journal of Telemedicine and Telecare,1996,2：100
3 Zhang Y, et al. First trail of home ECG and blood pressure telemonitoring system in Macau. Telemedicine Journal,1997,3:67
4 钱培德主编.UNIX系统程序设计技术.中国科学院希望电脑技术公司，1990.9
5 叶欣等编.XView编程手册.海洋出版社，1991.5
(1998-12-30收稿), 百拇医药