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

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護。數據傳輸是在一次胎心率監護完畢后進行，而不是采用數據傳輸和監護的同步方式，減少了傳輸時間，降低了通訊費用。數據由中心站分析，醫生根據分析指標和孕婦的實際情況作出診斷。若發現有異常，應由醫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算，歸還胎心率檢測儀。 2中心站軟件設計系統中心站的主要任務是完成胎心率數據的正確接收、胎心率曲線的分析及醫生診斷、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構。中心

3、站軟件設計采用了基于Windows3.2平臺上的Visual basic 4.0軟件編程來實現。 2.1胎心率數據接收胎心率檢測儀采集的胎心率數據通過Modem和電話線，經RS232串行口存入硬盤的數據庫中，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據文件耦合，提高了通訊的獨立性和穩定性。中心站Modem和前端Modem約定采用Xmodem協議進行通訊，并約定通訊參數設置如下：速度9600 bps、8位數據位、無校驗位、1位停止位。程序采用VB的專用通訊控制(Communications Control)來完成數據的傳輸。由于胎心率的正常范圍為(1201

4、60) bpm，極少超過200 bpm，所以采用一個字節的二進制(0255)來表示胎心率的值。通訊控制每次接收到數據，就產生一次中斷，并進入到中斷服務程序，由中斷服務程序來控制數據接收過程，而通訊控件只是完成物理上的數據發送和接受。數據接收過程在接收完全部數據后一次性將所有數據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，加快了數據的傳輸。數據存放在明細字段(Memo)中，即一次監護只產生一條記錄，減少了文件數量，易于管理。2.2胎心率數據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、計算各胎心率監護指標并不是相互獨立的過程，而是密切相關的。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果只是分為簡單的幾種類型，具體原因和醫囑由臨床醫生根據實際情況進行填寫。 中心站除計算上述指標外，還提供了心率統計直方圖、監護

6、指標趨勢圖來輔助醫生診斷。同時在計算上述指標時，醫生可對判定參數自行設定，以適應實際情況和符合醫生的臨床診斷習慣。分析結果不但可用報表方式顯示，還對波形特征進行了圖形標記，使醫生對整個曲線的特征一目了然。3實例分析中心站設計完成后，我們暫時采用仿真數據對中心站的數據分析部分進行了測試。數據來源于安科公司ASF020多功能胎兒監護儀操作手冊提供的心率曲線圖；有關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據。由于上述資料只提供了監護的曲線圖和醫生的診斷結果或最后的產后結果，沒有具體的各項監護指標值，所以我們只對由綜合評分

7、得出的相應結果和實際產后結果或醫生診斷進行了比較。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構基本都符合診斷結果或實際產后情況(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。利用床邊胎心率監護儀對病人進行胎心率監護，得到胎心率曲線，并仿真輸入到本系統的中心站。分析結果得出綜合評分值為10分，屬于正常。實際孕婦行剖腹產得到一個體重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護儀只能簡單記錄和描繪胎心率曲線，監護指標手工計算主觀性大，一致性低等缺點，提高了監護的精確性和客觀性5。由于目前測試的胎心率記錄數目還很有限，而且還只是個數據仿真測試過程，所以要使系統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，才能使系統具有良好的預測能力6。目前本系統中心站只采用一路接收，所以遠端的胎心率檢測儀數目還不能很多，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目需要中心站采用多路接收方式。實現中