專利名稱：一種腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電阻抗圖像監(jiān)護(hù)裝置，特別涉及一種應(yīng)用了云計(jì)算的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀，利用3G等網(wǎng)絡(luò)通信手段完成數(shù)據(jù)傳輸及圖像顯示。
背景技術(shù)：
中國專利《一種用于床旁圖像監(jiān)護(hù)的電阻抗斷層成像方法及其裝置》 (ZL03134598. 0)公開了一種用于床旁圖像監(jiān)護(hù)的電阻抗斷層成像方法和裝置，其工作原理簡述如下電阻抗斷層成像(Electrical Impedance Tomography, EIT)是根據(jù)人體內(nèi)不同組織具有不同的電阻抗這一物理原理，通過給人體注入安全電流(電壓)，測(cè)量體表的電壓 (電流)來重建人體內(nèi)部的電阻抗分布圖像。該電阻抗斷層成像裝置由整體計(jì)算機(jī)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和圖像重構(gòu)系統(tǒng)兩大部分組成。以人體頭顱為例，在主控計(jì)算機(jī)的整體控制下，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過與人體緊密接觸的腦電極，將采集到的體表測(cè)量模擬信號(hào)(反映腦內(nèi)阻抗分布的電信號(hào))經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后，提供高精度數(shù)字信號(hào)，再由主控計(jì)算機(jī)依據(jù)阻抗圖像重構(gòu)算法建立類似CT掃描圖像的人體頭顱內(nèi)部的電阻抗分布圖像。EIT技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)，臨床試驗(yàn)表明，某些人體組織的生理功能變化能引起組織病理改變(如癌變等)，也能引起組織阻抗的變化，這些信息使得EIT具有功能成像的性質(zhì)， 可作為醫(yī)療或監(jiān)護(hù)診斷的判據(jù)。由于該技術(shù)不使用核射線或X光，對(duì)人體無創(chuàng)無害，尤其可適用于患者長時(shí)間(幾小時(shí)到十多天)的圖像監(jiān)護(hù)方面，是現(xiàn)有CT、MRI等臨床醫(yī)學(xué)成像手段難以做到的。也就是說，EIT是對(duì)目前CT、MRI等醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的一個(gè)有力的補(bǔ)充。相對(duì)于CT、MRI等醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，EIT監(jiān)護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，測(cè)量方便，而且技術(shù)造價(jià)和醫(yī)療費(fèi)用低，一臺(tái)EIT監(jiān)護(hù)儀價(jià)格僅是一臺(tái)CT的幾十分之一。但考慮到一般醫(yī)院只需配置幾臺(tái)CT，而監(jiān)護(hù)儀是一個(gè)床位配置一個(gè)，一般就需要配十多臺(tái)甚至更多。再考慮到CT是通用檢查設(shè)備，而該監(jiān)護(hù)儀是專用設(shè)備。這樣，其性價(jià)比受到影響，而且購置資金總量也相當(dāng)可觀。如果要普及推廣到社區(qū)醫(yī)院，還必須大幅度降低造價(jià)和使用成本。目前的EIT監(jiān)護(hù)儀還是單人單機(jī)型，I⑶病房醫(yī)護(hù)人員還需要到患者床旁實(shí)時(shí)觀察和診斷。隨后還需要將多臺(tái)監(jiān)護(hù)儀聯(lián)網(wǎng)或?qū)D像數(shù)據(jù)上傳供醫(yī)生調(diào)閱和存檔保存。

實(shí)用新型內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不是，提供一種基于云計(jì)算及相關(guān)設(shè)備的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀，將電阻抗的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理過程剝離開，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)設(shè)備的便攜化和遠(yuǎn)程控制，并降低造價(jià)和使用成本。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀，包括1)用于獲取頭顱表面電信號(hào)的一組腦電極；2)用于將腦電極傳來的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)采集模塊；[0012]3)用于將數(shù)據(jù)采集模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)上傳到網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路；和4)用于存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀的用戶身份鑒權(quán)的用戶識(shí)別插件；其中，腦電極、用戶識(shí)別插件、網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路分別與數(shù)據(jù)采集模塊連接。進(jìn)一步的，上述數(shù)據(jù)采集模塊中具有一個(gè)存儲(chǔ)了設(shè)備身份碼的嵌入式單片機(jī)。上述用戶識(shí)別插件可以是一個(gè)同時(shí)作為用戶權(quán)屬識(shí)別標(biāo)記授權(quán)記錄介質(zhì)、監(jiān)護(hù)儀在開機(jī)自檢和測(cè)量過程中的動(dòng)態(tài)校正數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中的批處理數(shù)據(jù)包緩存和離線數(shù)據(jù)交換介質(zhì)的可插拔的嵌入式單片機(jī)。本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀將其采集到的腦部電阻抗信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)上傳到云端服務(wù)器，由云端服務(wù)器對(duì)該監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行IaaS服務(wù)，實(shí)現(xiàn)整體計(jì)算機(jī)控制和圖像重構(gòu)處理。同時(shí)，通過與云端服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)連接的控制與顯示終端來實(shí)現(xiàn)操作指令的發(fā)送和圖像重構(gòu)處理結(jié)果的顯示。本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀用于采集腦部的電阻抗信號(hào)，其中腦電極通常是8對(duì)，共16個(gè)。本實(shí)用新型腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀的應(yīng)用首先需要由提供云計(jì)算服務(wù)的企業(yè) (如公共云)或部門機(jī)構(gòu)(如私有云)提供一個(gè)網(wǎng)站或服務(wù)器的應(yīng)用服務(wù)。腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀具有一個(gè)唯一性的設(shè)備身份碼，其作用如同手機(jī)的IMEI號(hào)(International Mobile Equipment Identity國際移動(dòng)設(shè)備身份碼)，該設(shè)備身份碼已在云計(jì)算服務(wù)端注冊(cè)。當(dāng)監(jiān)護(hù)儀通過3G，WiFi，以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)與云端連接后，由云端提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS (Infrastructure as a Service)，即在操作系統(tǒng)層面將計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施(CPU/內(nèi)存，存儲(chǔ)/ 操作系統(tǒng))等以出租的方式在虛擬網(wǎng)絡(luò)VPN下為監(jiān)護(hù)儀提供患者腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)運(yùn)行服務(wù)。本實(shí)用新型涉及的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀及相關(guān)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖1所示，其中“腦電極”、“數(shù)據(jù)采集模塊”、“用戶識(shí)別插件”和“網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路”構(gòu)成監(jiān)護(hù)儀， “云端服務(wù)器”通過網(wǎng)絡(luò)(移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)或固網(wǎng)網(wǎng)線)與“網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路”和“控制與顯示終端”連接。整體計(jì)算機(jī)控制和圖像重構(gòu)算法的運(yùn)行由云端IaaS提供。在云端提供的IaaS服務(wù)支撐下，監(jiān)護(hù)儀完成對(duì)患者腦部的電阻抗信號(hào)采集，并把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，繼而通過網(wǎng)絡(luò)上傳到云端服務(wù)器，在云端進(jìn)行圖像重構(gòu)。也就是講，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀已由傳統(tǒng)的EIT監(jiān)護(hù)設(shè)備演變?yōu)橐劳谢ヂ?lián)網(wǎng)和云計(jì)算的電阻抗信號(hào)采集器，其余的信號(hào)及圖像重構(gòu)處理，包括成像系統(tǒng)工作流程如開機(jī)、運(yùn)行圖像監(jiān)護(hù)軟件系統(tǒng)、安裝電極系統(tǒng)及硬件(電極)檢測(cè)、系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)定標(biāo)直至重構(gòu)圖像、圖像后處理、圖像顯示、打印、 存儲(chǔ)、監(jiān)護(hù)狀態(tài)提示、生成報(bào)告等都在云端完成。對(duì)于圖像監(jiān)護(hù)設(shè)備必不可少的圖像顯示環(huán)節(jié)，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀不再專門設(shè)置，而是選用3G智能手機(jī)、平板電腦(當(dāng)然也可以選擇PC機(jī)或筆記本電腦)直接從云端下載。這些作為標(biāo)準(zhǔn)配置的3G智能手機(jī)、平板電腦等顯示設(shè)備可以不止一臺(tái)，其中可根據(jù)用戶授權(quán)，利用上述設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與云端連接，發(fā)送對(duì)監(jiān)護(hù)儀的開機(jī)、停機(jī)、調(diào)整數(shù)據(jù)采集參數(shù)等指令，從而完成該圖像監(jiān)護(hù)系統(tǒng)對(duì)患者腦部疾病變化的全程監(jiān)護(hù)過程。[0022]在本實(shí)用新型中，傳統(tǒng)的EIT監(jiān)護(hù)設(shè)備的“整體計(jì)算機(jī)控制”和“圖像重構(gòu)算法”兩個(gè)軟硬件模塊工作過程從原先的單機(jī)形式轉(zhuǎn)移到云端服務(wù)器上，其工作過程與 ZL03134598. 0專利所述的基本一致。成像系統(tǒng)工作流程參見開機(jī)后，云端服務(wù)器開始運(yùn)行圖像監(jiān)護(hù)軟件系統(tǒng)，此時(shí)安放電極系統(tǒng)，待系統(tǒng)初始化、定標(biāo)后，就可以調(diào)用圖像監(jiān)護(hù)用戶界面，還可以選擇連續(xù)成像，其程序自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量參考數(shù)據(jù)幀、測(cè)量成像數(shù)據(jù)幀、圖像重構(gòu)、圖像顯示、處理，直至成像完成。對(duì)于本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀的數(shù)據(jù)采集模塊，其工作流程也是通過云端下傳控制的，包括初始化流程、參考數(shù)據(jù)幀采集流程和成像數(shù)據(jù)幀采集流程，均可采用 ZL03134598. 0專利所述的方式進(jìn)行。相對(duì)于現(xiàn)有的EIT監(jiān)護(hù)設(shè)備，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀增加了用戶識(shí)別插件，用戶識(shí)別插件與數(shù)據(jù)采集模塊連接，其用途包括(1)作為使用該監(jiān)護(hù)儀合法用戶的用戶權(quán)屬識(shí)別標(biāo)記授權(quán)記錄介質(zhì)，以保證用戶使用權(quán)限和監(jiān)護(hù)儀安全運(yùn)營；(2)作為監(jiān)護(hù)儀的開機(jī)自檢和測(cè)量過程中的動(dòng)態(tài)校正數(shù)據(jù)庫；C3)作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中的批處理數(shù)據(jù)包緩存； (4)作為離線數(shù)據(jù)交換介質(zhì)。此外，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀還增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路，用于連接網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器。本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀實(shí)質(zhì)上是一個(gè)基于云計(jì)算的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。因此，相關(guān)的云端服務(wù)器要為腦部電阻抗監(jiān)護(hù)正常工作提供如整體計(jì)算機(jī)控制、圖像重構(gòu)算法等軟、 硬件操作服務(wù)。上述云端服務(wù)器依靠3G，WiFi,以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)護(hù)儀聯(lián)線，通過發(fā)布控制命令， 對(duì)監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行腦電極設(shè)置，定標(biāo)，系統(tǒng)初始化；通過監(jiān)護(hù)運(yùn)行指令，讓監(jiān)護(hù)儀進(jìn)入腦部電阻抗信號(hào)采集流程，由該監(jiān)護(hù)儀采集的患者腦部電阻抗信號(hào)，以圖像數(shù)據(jù)幀集合上傳到云端服務(wù)器，由云端服務(wù)器對(duì)其進(jìn)行圖像重構(gòu)處理；在監(jiān)護(hù)儀運(yùn)行期間，還會(huì)定時(shí)或不定期對(duì)該監(jiān)護(hù)儀工作狀況進(jìn)行監(jiān)控，維護(hù)處理，直至患者監(jiān)護(hù)工作告一段落退出運(yùn)行為止。上述云端服務(wù)器還通過3G，WiFi,以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)與控制與顯示終端設(shè)備連線，如 iphone類智能手機(jī)、ipad類平板電腦或者常規(guī)PC機(jī)、筆記本電腦等。以上控制與顯示終端設(shè)備，至少一臺(tái)甚至多臺(tái)。其中，根據(jù)用戶使用權(quán)限，可以指定其中一臺(tái)(或其中幾臺(tái))作為控制與顯示終端，其余作為顯示終端。這樣，對(duì)于控制與顯示終端而言，云端服務(wù)器一方面接受該控制與顯示終端發(fā)出的操作指令，并執(zhí)行之；另一方面將監(jiān)護(hù)儀上傳到云端服務(wù)器的圖像數(shù)據(jù)幀信息，經(jīng)重構(gòu)圖像、圖像后處理后，再將以上圖像數(shù)據(jù)包發(fā)送到控制與顯示終端。而單純的顯示終端設(shè)備只能接受以上圖像數(shù)據(jù)包并顯示之。一個(gè)患者在監(jiān)護(hù)過程中所產(chǎn)生的腦部電阻抗信號(hào)數(shù)據(jù)，經(jīng)監(jiān)護(hù)儀數(shù)據(jù)采集后上傳到云端服務(wù)器。隨之進(jìn)行圖像重構(gòu)處理的數(shù)據(jù)可按照用戶(醫(yī)生)指令，包括實(shí)時(shí)圖像、監(jiān)護(hù)狀態(tài)指示、生成報(bào)告都可以按時(shí)間軸展示并存儲(chǔ)在云端服務(wù)器上。本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀及相關(guān)系統(tǒng)的工作流程是網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路連接網(wǎng)絡(luò)，使監(jiān)護(hù)儀與云端服務(wù)器聯(lián)機(jī)；同時(shí)開啟控制與顯示終端，按照終端顯示的有關(guān)云端服務(wù)器發(fā)出的系統(tǒng)初始化指令(可用文字、圖形、聲音等形式)由醫(yī)護(hù)人員對(duì)患者實(shí)施頭顱腦電極組安放工作，待醫(yī)護(hù)人員從醫(yī)學(xué)護(hù)理角度確認(rèn)無誤后，該監(jiān)護(hù)儀進(jìn)入正常監(jiān)護(hù)工作程序。[0031]監(jiān)護(hù)儀在云端服務(wù)器一系列指令下，完成其作為智能數(shù)據(jù)采集終端所必須的腦電極設(shè)置、定位、定標(biāo)等參數(shù)調(diào)整與檢查。如果涉及到由于腦電極物理位置安放有誤，如接觸不良、斷線等故障，云端服務(wù)器檢測(cè)到故障信息后，會(huì)在控制與顯示終端上用聲、光、圖形、 文字等顯著信號(hào)提示醫(yī)護(hù)人員人工介入與糾正。當(dāng)監(jiān)護(hù)儀進(jìn)入正常腦部電阻抗信號(hào)采集工作流程之后，按預(yù)先設(shè)定的監(jiān)護(hù)方案， 逐幀采集數(shù)據(jù)并上傳到云端服務(wù)器，其后的數(shù)據(jù)處理工作由云端服務(wù)器完成。在監(jiān)護(hù)過程中，云端服務(wù)器也會(huì)按預(yù)案對(duì)監(jiān)護(hù)儀工作狀況進(jìn)行監(jiān)控、維護(hù)，除了對(duì)數(shù)據(jù)采集進(jìn)行定期、 定時(shí)校正、糾錯(cuò)，對(duì)數(shù)據(jù)采集參數(shù)及時(shí)調(diào)整之外，如發(fā)現(xiàn)有關(guān)腦電極組發(fā)生物理狀態(tài)變化以致影響數(shù)據(jù)采集時(shí)，也會(huì)及時(shí)用聲、光、電信號(hào)通知醫(yī)護(hù)人員現(xiàn)場介入維護(hù)。綜上所述，本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)基于云計(jì)算的智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備。從云端服務(wù)器角度來看，這是一臺(tái)接入云計(jì)算服務(wù)的移動(dòng)終端設(shè)備?？上攵瑹o論是公共云，還是私有云，都有可能接入若干臺(tái)此類監(jiān)護(hù)儀，如何保證云計(jì)算對(duì)每臺(tái)監(jiān)護(hù)儀(實(shí)際上是對(duì)每個(gè)被監(jiān)護(hù)的患者)提供及其針對(duì)性的，而且是唯一性的服務(wù)，而不致于造成“張冠李戴”的誤操作？這就需要固化在該設(shè)備中的設(shè)備身份碼，以保證該監(jiān)護(hù)儀是由合規(guī)企業(yè)正常生產(chǎn)并出廠的，其次是該監(jiān)護(hù)儀的用戶識(shí)別插件。進(jìn)一步的說明，本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀由生產(chǎn)廠家固化了一個(gè)設(shè)備身份碼，其作用相當(dāng)于手機(jī)的IMEI號(hào)。由于該設(shè)備身份碼已在云計(jì)算服務(wù)端注冊(cè)。其注冊(cè)含義之一就是有關(guān)腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)的基礎(chǔ)軟件，包括監(jiān)護(hù)工作程序、圖像數(shù)據(jù)后處理、 圖像重構(gòu)算法等核心軟件是由該監(jiān)護(hù)儀設(shè)備制造商提供。這樣，常規(guī)腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀(如依照ZL03134598.0專利制造的)的整體計(jì)算機(jī)控制和圖像重構(gòu)算法等硬件模塊、軟件模塊不再嵌入到本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀中去(即由“一對(duì)一”變成“一對(duì)多”，統(tǒng)一放在云端服務(wù)器，由云計(jì)算本身提供“一對(duì)多”服務(wù))。換言之，只有符合注冊(cè)要求的本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀(不一定非得一家設(shè)備制造商生產(chǎn))才能入網(wǎng)，才能得到云計(jì)算提供的IaaS服務(wù)。除此之外，當(dāng)原始設(shè)備制造商要對(duì)所生產(chǎn)的監(jiān)護(hù)儀軟件升級(jí)時(shí)，也只有擁有對(duì)應(yīng)設(shè)備身份碼的監(jiān)護(hù)儀得到在線升級(jí)服務(wù)。如果用戶需要硬件升級(jí)或維修服務(wù)時(shí)，該設(shè)備身份碼也是必需的。進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的監(jiān)護(hù)儀還具有一塊用戶識(shí)別插件。首先是作為使用該監(jiān)護(hù)儀合法用戶的識(shí)別標(biāo)記、授權(quán)記錄，以保證用戶使用權(quán)限和監(jiān)護(hù)儀安全運(yùn)營。例如，一般通用信息，象生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品型號(hào)、生產(chǎn)日期，可以放在設(shè)備身份碼中；但一些用戶與生產(chǎn)廠家之間關(guān)聯(lián)信息是需要放在用戶識(shí)別插件中以產(chǎn)品等級(jí)子系統(tǒng)為例，用戶是全額付款購買，還是分析付款購買，或者租賃(按使用計(jì)時(shí)、計(jì)次收費(fèi))使用；何時(shí)轉(zhuǎn)移設(shè)備處置權(quán)或者投入使用日期；這些跟蹤數(shù)據(jù)可以保證或落實(shí)用戶與生產(chǎn)廠家之間合規(guī)權(quán)益，也為雙方規(guī)范操作提供數(shù)據(jù)記錄證明甚至措施實(shí)施技術(shù)特征。進(jìn)一步的說明，該用戶識(shí)別插件還可以作為監(jiān)護(hù)儀的開機(jī)自檢和測(cè)量過程中的動(dòng)態(tài)校正數(shù)據(jù)庫，同時(shí)也可以作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中的批處理數(shù)據(jù)包緩存。這是因?yàn)樵摫O(jiān)護(hù)儀是依靠與云端服務(wù)器之間網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)雙向傳輸和判決、執(zhí)行來完成開機(jī)自檢和測(cè)量過程中的動(dòng)態(tài)校正?？紤]到云端服務(wù)器實(shí)質(zhì)上的分時(shí)操作特征和在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中數(shù)據(jù)免不了會(huì)丟失重發(fā)，這樣有可能降低監(jiān)護(hù)儀的數(shù)據(jù)采集效率。另外，在監(jiān)護(hù)儀正常工作期間，其工作狀態(tài)大部分時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的，參數(shù)也是設(shè)置過后變動(dòng)不大，而不再正常時(shí)態(tài)是小概率時(shí)間，所以可以通過在用戶識(shí)別插件內(nèi)設(shè)置動(dòng)態(tài)校正數(shù)據(jù)庫，讓待校正參數(shù)先與預(yù)留在動(dòng)態(tài)校正數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)比對(duì)，只有超差參數(shù)才上傳到云端服務(wù)器請(qǐng)求進(jìn)一步處理并執(zhí)行云端服務(wù)器下達(dá)的校正指令。動(dòng)態(tài)校正數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，除了生產(chǎn)廠家制造時(shí)預(yù)先設(shè)置外，還可以由云端服務(wù)器根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以補(bǔ)充或修整。進(jìn)一步的說明，還需指出，該用戶識(shí)別插件還可以增加具體監(jiān)護(hù)對(duì)象的個(gè)人資料。 這樣，可以發(fā)揮其離線數(shù)據(jù)交換介質(zhì)作用即患者從重癥監(jiān)護(hù)室(I⑶病房)轉(zhuǎn)移到普通病房時(shí)，只需轉(zhuǎn)移其用戶識(shí)別插件，就可在另一臺(tái)監(jiān)護(hù)儀上繼續(xù)工作。當(dāng)然，如果監(jiān)護(hù)儀在使用中途出了故障，也很方便很快更換一臺(tái)。在本實(shí)用新型中，由于引進(jìn)了云計(jì)算設(shè)計(jì)理念，使得原先依據(jù)ZL03134598. 0專利制造的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀，簡化為基于云計(jì)算的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。而醫(yī)院用戶只需要在云端服務(wù)器注冊(cè)，在云計(jì)算提供IaaS服務(wù)及配置通用控制與顯示設(shè)備如iWi0ne、iPad 或筆記本電腦的情況下，就可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有常規(guī)腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀全部功能，而且還具備下列特點(diǎn)大大降低了設(shè)備制造成本——由于只保留了腦電極及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，節(jié)省了專用計(jì)算機(jī)硬件和整套包括圖像重構(gòu)算法在內(nèi)的控制軟件配置。不僅設(shè)備制造成本大幅度降低，而且整機(jī)體積大為減小，實(shí)現(xiàn)了小型化、便攜化。大大降低了使用成本——原先是一臺(tái)設(shè)備配一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)和全套控制軟件，現(xiàn)在是轉(zhuǎn)移到云端服務(wù)器。這樣同類監(jiān)護(hù)儀配置和使用越多，其使用成本就越低。低成本高可靠實(shí)現(xiàn)了多終端、可移動(dòng)監(jiān)護(hù)，讓遠(yuǎn)程診斷和集中/分散多種監(jiān)護(hù)手段有實(shí)施可能——原先的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀雖然做到了床旁監(jiān)護(hù)，但必須到患者床旁觀察。如果放在護(hù)士辦公室集中觀察，必須增加專用數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，包括有線或無線等手段，這樣不僅要添置專用設(shè)備，還需要現(xiàn)場施工改造。另外也做不到護(hù)士隨身攜帶，移動(dòng)監(jiān)護(hù)?，F(xiàn)在通過云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可以低成本高可靠，實(shí)現(xiàn)多終端、可移動(dòng)監(jiān)護(hù)。至于遠(yuǎn)程診斷、護(hù)士辦公室集中觀察、主治醫(yī)生隨時(shí)了解、分散監(jiān)護(hù)等先進(jìn)監(jiān)護(hù)手段都不難實(shí)現(xiàn)。具體來講，多一臺(tái)移動(dòng)設(shè)備，如平板電腦，3G智能手機(jī)而已。綜上所述，本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀依托于云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)整體計(jì)算機(jī)控制和圖像重構(gòu)處理及顯示，不僅降低了設(shè)備制造成本，減輕了設(shè)備使用成本，更有利于普及推廣；與此同時(shí)，大大減輕了醫(yī)護(hù)人員監(jiān)護(hù)觀察勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至今后可以讓患者家屬了解監(jiān)護(hù)情況，改善醫(yī)患關(guān)系。還有一點(diǎn)不可忽視的是這種監(jiān)護(hù)儀及其工作狀況屬于低碳環(huán)保。

圖1是本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀及相關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1所使用的基于云計(jì)算的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方法
以下結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型及其應(yīng)用作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1[0050]如圖2所示，本實(shí)施例所使用的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀由以下幾部分組成電極、 數(shù)據(jù)采集模塊、用戶識(shí)別插件和網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路。其中電極由8對(duì)16個(gè)腦電極組成，腦電極一端按一定間距和高低，圍繞患者頭顱布置一圈并用醫(yī)用綁帶等輔料固定之， 另一端由導(dǎo)線(供16跟)匯成一信號(hào)線束，接入數(shù)據(jù)采集模塊；數(shù)據(jù)采集模塊通過接入的腦電極，將采集到的人體頭顱體表測(cè)量模擬信號(hào)(反映了頭顱體內(nèi)阻抗分布的電信號(hào))經(jīng) A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后，提供高精度數(shù)字信號(hào)；經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路，將該數(shù)字信號(hào)接入一 3G設(shè)備如以iphone為代表的3G智能手機(jī)或以ipad為代表的平板電腦，也可以選擇帶 3G上網(wǎng)卡的筆記本電腦，通過3G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算(包括公共云或私有云都可以)的某個(gè)云端服務(wù)器連線，同時(shí)，該3G設(shè)備也作為該圖像監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的控制與顯示移動(dòng)終端，從而形成一個(gè)完整的用于腦部患者的EIT。為保證本實(shí)施例所使用的監(jiān)護(hù)儀能正常接入云計(jì)算，該監(jiān)護(hù)儀需具有兩個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)一是設(shè)備身份碼，其工作原理參考手機(jī)的IMEI號(hào)。在當(dāng)前還未有相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可由生產(chǎn)廠家先按一定算法由若干位數(shù)字或符號(hào)組成一個(gè)“電子串號(hào)”，其內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)如設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)序列等信息，并保證是唯一的，而且被該設(shè)備制造生產(chǎn)的廠家所記錄。這個(gè)“電子號(hào)串”存放在該圖像監(jiān)護(hù)儀的數(shù)據(jù)采集模塊內(nèi)的一塊嵌入式單片機(jī)內(nèi)。二是用戶識(shí)別插件，實(shí)際上也是一塊嵌入式單片機(jī)，只不過在結(jié)構(gòu)上做成一個(gè)可插拔的插件。這塊嵌入式單片機(jī)一般由CPU、程序存儲(chǔ)器(ROM)、工作存儲(chǔ)器(RAM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(EPR0M或EEPR0M)、串行通信單元等組成。該插件主要完成兩種功能存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)用戶身份鑒權(quán)。上述兩個(gè)環(huán)節(jié)，其作用是相輔相成的作為設(shè)備身份碼，相當(dāng)于“入網(wǎng)許可”，允許接入已注冊(cè)的某個(gè)云端服務(wù)器。用戶識(shí)別插件則是作為如何具體使用該監(jiān)護(hù)儀并完成對(duì)患者的監(jiān)護(hù)工作。例如(1)假定該監(jiān)護(hù)儀是用戶購買的，而且對(duì)于云計(jì)算提供的服務(wù)付費(fèi)也是落實(shí)的，那么用戶識(shí)別插件通過聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)告之云端服務(wù)器進(jìn)入設(shè)備正常運(yùn)作程序并提供相應(yīng)的IaaS 服務(wù)。(2)假定該監(jiān)護(hù)儀是用戶分期付款購買，或者不是聯(lián)網(wǎng)自己醫(yī)院的私有云上，需要給云計(jì)算商付費(fèi)。那么當(dāng)出現(xiàn)付費(fèi)違約情況時(shí)，生產(chǎn)廠家或云計(jì)算服務(wù)商可查詢用戶識(shí)別插件并采取停機(jī)或其它保護(hù)措施，直到該用戶付清欠費(fèi)才恢復(fù)提供服務(wù)。由于該監(jiān)護(hù)儀必須是聯(lián)網(wǎng)操作的，所以上述兩個(gè)環(huán)節(jié)鑒證、查詢和判據(jù)都可以由程序設(shè)定自動(dòng)完成，無須人工介入控制。利用該監(jiān)護(hù)儀直接連接控制與顯示移動(dòng)終端，再通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與某個(gè)注冊(cè)的云端服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成一個(gè)腦部患者EIT圖像監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。其監(jiān)護(hù)工作過程是醫(yī)護(hù)人員開機(jī)， 按照控制與顯示移動(dòng)終端顯示的操作導(dǎo)航菜單(導(dǎo)航菜單、可選擇聲、光顯示)指引，完成對(duì)患者頭顱的電極安放及綁帶固定等常規(guī)醫(yī)護(hù)工作。同事按醫(yī)生醫(yī)囑，輸入相關(guān)監(jiān)護(hù)參數(shù)， 待監(jiān)護(hù)儀完成系統(tǒng)初始化并確認(rèn)患者電極安放固定無誤后，轉(zhuǎn)入患者腦部電阻抗信號(hào)采集，經(jīng)云端服務(wù)器進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)后處理之后，在控制與顯示移動(dòng)終端上顯示該患者的腦部 EIT圖像。在患者監(jiān)護(hù)整個(gè)過程中，該監(jiān)護(hù)系統(tǒng)完成按預(yù)設(shè)監(jiān)護(hù)程序所有操作。相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)以及過程中動(dòng)態(tài)校正數(shù)據(jù)，一方面自動(dòng)存儲(chǔ)在云端存儲(chǔ)器上，一方面以幀圖像形式發(fā)送到控制與顯示移動(dòng)終端上。此時(shí)，如需要多終端監(jiān)護(hù)顯示包括醫(yī)護(hù)人員隨身攜帶顯示，只要打開相應(yīng)的平板電腦或3G手機(jī)，就可通過3G手機(jī)網(wǎng)絡(luò)下載監(jiān)護(hù)圖像。該系統(tǒng)對(duì)監(jiān)護(hù)過程發(fā)現(xiàn)的硬件故障(如電極脫落)或者患者出自狀態(tài)出現(xiàn)高位狀態(tài)(超出醫(yī)護(hù)人員設(shè)定值)會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，可讓醫(yī)護(hù)人員第一時(shí)間趕到患者床旁緊急處置。直至患者監(jiān)護(hù)工作結(jié)束，醫(yī)護(hù)人員關(guān)閉電源，完成一次監(jiān)護(hù)工作。實(shí)施例2本實(shí)施例的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，整個(gè)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)如圖1所示，與實(shí)施例1相似，其區(qū)別在于(1)監(jiān)護(hù)儀的網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路直接通過網(wǎng)線，如電信的ADSL或者醫(yī)院內(nèi)部的局域(以太)網(wǎng)，掛上云端服務(wù)器，這樣該圖像監(jiān)護(hù)儀可視一個(gè)外掛的移動(dòng)終端。(2)對(duì)該監(jiān)護(hù)儀的參數(shù)調(diào)整及監(jiān)護(hù)工作流程設(shè)置等操作通過一臺(tái)控制與顯示終端設(shè)備(兩者不必有物理連接)實(shí)現(xiàn)，該控制與顯示終端設(shè)備同樣外掛在網(wǎng)上(可以通過網(wǎng)線，也可以走移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng))。與此同時(shí)，可以給這臺(tái)終端設(shè)備授權(quán)，讓該終端設(shè)備起到控制與顯示雙重功能。授權(quán)方式可以將用戶識(shí)別插件離線交換授權(quán)數(shù)據(jù)，或者在該終端設(shè)備上輸入授權(quán)碼。實(shí)施例2的聯(lián)網(wǎng)方式更適合私有云，一般來講，目前推廣企業(yè)、機(jī)構(gòu)自建的私有云比較適合中國國情，也有利防止失密及黑客惡意攻擊。使用實(shí)施例2所示的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)行其監(jiān)護(hù)工作過程同實(shí)施例1。以上內(nèi)容是結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)或進(jìn)戶網(wǎng)線(電信ADSL及單位區(qū)域網(wǎng))不同聯(lián)網(wǎng)物理狀態(tài)的優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)， 還可以基于現(xiàn)有技術(shù)對(duì)本實(shí)用新型做若干推演或替換，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍視權(quán)利要求范圍所界定。
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權(quán)利要求1.一種腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，該監(jiān)護(hù)儀包括 用于獲取頭顱表面電信號(hào)的一組腦電極；用于將腦電極傳來的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)采集模塊； 用于將數(shù)據(jù)采集模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)上傳到網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路；和用于存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀的用戶身份鑒權(quán)的用戶識(shí)別插件； 其中，腦電極、用戶識(shí)別插件、網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路分別與數(shù)據(jù)采集模塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括一個(gè)存儲(chǔ)了設(shè)備身份碼的嵌入式單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，戶識(shí)別插件是一個(gè)同時(shí)作為用戶權(quán)屬識(shí)別標(biāo)記授權(quán)記錄介質(zhì)、監(jiān)護(hù)儀在開機(jī)自檢和測(cè)量過程中的動(dòng)態(tài)校正數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中的批處理數(shù)據(jù)包緩存和的離線數(shù)據(jù)交換介質(zhì)的可插拔的嵌入式單片機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述腦電極為8對(duì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀。該腦部電阻抗監(jiān)護(hù)儀相當(dāng)于一個(gè)電阻抗信號(hào)采集器，包括用于獲取頭顱表面電信號(hào)的一組腦電極，用于將腦電極傳來的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)采集模塊，用于將數(shù)據(jù)采集模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)上傳到網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制接口電路，和用于存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)儀的用戶身份鑒權(quán)的用戶識(shí)別插件。該監(jiān)護(hù)儀采集到的信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)上傳到云端服務(wù)器，由云端服務(wù)器對(duì)該監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行IaaS服務(wù)，實(shí)現(xiàn)整體計(jì)算機(jī)控制和圖像重構(gòu)處理。本實(shí)用新型的腦部電阻抗圖像監(jiān)護(hù)儀依托于云計(jì)算和互聯(lián)網(wǎng)，設(shè)備制造成本和使用成本低，利于普及推廣。
文檔編號(hào)A61B5/053GK202207142SQ201120337008
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者程浩川, 陳聰 申請(qǐng)人:程浩川, 陳聰