Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
TELEMONITORING EKG SIGNALA PREKO LOKALNE<br />
RAČUNARSKE MREŽE<br />
Petrović, R. 1 , Bojanić D. 1 , Popović D. B. 2 ,<br />
1 Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad<br />
2 Elektrotehnički fakultet, Beograd<br />
I UVOD<br />
Poslednjih godina nagli razvoj tehnologije u oblasti<br />
telekomunikacija i računarstva, uz istovremeno značajno<br />
pojeftinjenje hardvera, omogućio je razvoj novih oblika<br />
komunikacija među lekarima, skladištenje i veliku brzinu<br />
pretraživanja uskladištenih podataka kako za pojedince<br />
tako i grupe pacijenata, analizu podataka novim metodama<br />
i na taj način savremenu i bržu zdravstvenu zaštitu.<br />
Istovremeno ova tehnologija omogućava i edukaciju u<br />
medicini koristeći najnovija saznanja i prikazivanje kako<br />
novih rezultata, tako i pregled rezultata korišćenja lekova,<br />
novih tretmana, i slično. Praćenje medicinskih signala na<br />
daljinu (telemonitoring) postalo je jedan od standarda u<br />
savremenoj medicinskoj praksi, omogućivši bržu i<br />
kvalitetniju dijagnostiku [1].<br />
Korišćenje standardnih računarskih konfiguracija kao što<br />
su PC i laptop u medicinske svrhe znatno olakšava<br />
primenu telemedicine. Pre svega, razvojem Interneta,<br />
integracija personalnih računara u telemedicinske sisteme<br />
doživela je ekspanziju. Standardni računari opšte namene<br />
kao što su PC ili laptop dovoljno su moćni da mogu da<br />
vrše složenu digitalnu obradu elektorfizioloških signala, da<br />
čuvaju veliku količinu podataka o pacijentima, kao i da<br />
omoguće lak i brz pristup Internetu.<br />
kardiografije. Zbog velike količine podataka analiza je<br />
rađena off-line. U [4] predstavljen je softverski sistem za<br />
snimanje i analizu kardiovaskularnih parametara.<br />
Obrađuju se elektrokardiografski, ehokardiografski i<br />
snimci krvnog pritiska, a analiza se predstavlja grafčki.<br />
Virtuelni EKG uređaj koji simultano prati 12 odvoda, vrši<br />
snimanje i štampanje signala je predstavljen u [5]. Obrada<br />
signala (digitalna filtracija) i prikaz su u realnom vremenu.<br />
U [6] je prikazan virtuelni medicinski uređaj koji vrši<br />
snimanje i praćenje jednog EKG i jednog PKG<br />
(fonokardiografskog) signala.<br />
U ovom radu je prikazano kako se već postojeći<br />
virtuelni EKG monitor [5] može integrisati u<br />
telemedicinski sistem korišćenjem napredne tehnologije,<br />
razvijene u LabVIEW okruženju, za praćenje i upravljanje<br />
virtuelnim uređajima sa udaljenog računara putem<br />
digitalne komunikacione mreže – Internet-a ili LAN-a.<br />
III LABVIEW WEB SERVER<br />
U programskom alatu LabVIEW nalazi se ugrađen Web<br />
Server koji omogućava da se podaci sa virtuelnih<br />
instrumentata objavljuju na Internetu ili lokalnoj<br />
računarskoj mreži – LAN-u.<br />
II VIRTUELNA INSTRUMENTACIJA<br />
Primena računara u medicinskoj instrumentaciji<br />
podrazumeva integraciju personalnog računara opšte<br />
namene (desktop ili laptop), hardvera za akviziciju<br />
fizioloških signala, i softverskih komponenti koje<br />
omogućuju prikaz signala ili operacija na način koji je<br />
prikladan za korisnike. Primenom ove metodologije<br />
razvijene pod opštim naslovom Virtuelna instrumentacija<br />
moguće je projektovati višenamenski instrument, koji će<br />
moći, pored standardnih operacija praćenja signala, da vrši<br />
složenije operacije obrade. Softverski alat koji je<br />
projektovan upravo za primenu u računarskoj<br />
instrumentaciji je LabVIEW [2] firme National<br />
Instruments. To je grafički orijentisan programski jezik<br />
koji ima već gotove interfejse i kontrole za prikaz<br />
instrumenata kao i veliki broj ugrađenih funkcija za<br />
akviziciju i numeričku obradu signala. Ovaj programski<br />
alat je našao primernu i u medicinskoj instrumentaciji.<br />
Primer medicinskog instrumenta realizovanog u<br />
LabVIEW dat je u [3]. Virtuelni instrument vrši<br />
kardiovaskularne analize i analize autonomnih funkcija<br />
nervnog sistema. U radu je prikazana analiza snimljenih<br />
EKG signala, krvnog pritiska, temperature i impendansne<br />
Slika 1. Telemonitoring EKG signala preko<br />
računarske mreže<br />
Koristeći TCP/IP protokol, LabVIEW Web Server<br />
omogućava prikaz isprogramiranog uređaja na internetu i<br />
upravljanje njegovim radom. Računar na kome se nalazi<br />
server može vršiti akviziciju i obradu signala, a sa nekog
drugog računara koji je fizički udaljen, a nalazi se na mreži,<br />
mogu da se prate signali i rezultati obrade [7]. Kada se<br />
pristupi virtuelnom instrumentu sa udaljenog računara, Web<br />
Server šalje klijentu izgled uređaja tj. front panel, dok se<br />
programski kod - blok diagram izvršava na računaru serveru.<br />
Web Server omogućava i da se vrši upravljanje radom i<br />
kontrola virtuelnog instrumenta preko klijent računara<br />
potpuno identično kao da se program izvršava na njemu. Više<br />
klijenata mogu da pristupaju serveru i prate rad instrumenta<br />
(slika 1.), ali je daljinska kontrola dozvoljena samo jednom<br />
klijentu u jednom trenutku.<br />
Prikaz virtuelnog uređaja preko računarske mreže je<br />
omogućen preko standardnog Web pretraživača kao što je<br />
Internet Explorer ili Netscape Communicator. Ovakav način<br />
monitoringa i upravljanja znatno olakšava primenu<br />
telemedicine, jer je dovoljno da se na udaljenim računarima<br />
nalaze samo Web pretraživači, a ne i drugi posebno<br />
isprogramirani instrumenti.<br />
IV EKG TELEMONITORING<br />
Koristeći već postojeći virtuelni EKG monitor [5] moguće<br />
je pratiti električnu aktivnost srca u realnom vremenu na dva<br />
računara na mreži. Ako se uzme u obzir količina podataka<br />
koju je potrebno prenenti u jedinici vremena (da bi se<br />
obezbedilo praćenje EKG-a u realnom vremenu), Internet<br />
mreža još uvek ne poseduje dovoljan kapacitet. Ovakav<br />
pristup je ipak moguć na lokalnoj računarskoj merži. Jedna<br />
savremena klinička ustanova kao na primer Klinički centar u<br />
Sremskoj Kamenici, poseduje umrežen sistem i ovakav<br />
pristup bi olakšao i ubrzao dijagnostiku, naročito u kritičnim<br />
trenucima.<br />
Da bi se omogućio pristup EKG monitoru preko Web<br />
čitača potrebno je formirati html stranicu. U okviru<br />
LabVIEW alata je ponuđena opcija da se automatski formira<br />
html fajl, gde se koristi metodolgija ActiveX [10]. Ovako<br />
formirana internet stranica mora se nalaziti na računaru<br />
http://10.10.1.2:8000/EKGRemoteMonitor.htm<br />
gde je adresa računara servera 10.10.1.2, dok je 8000 port<br />
preko koga se pristupa html fajlu. EKGRemoteMonitor.htm<br />
je ime html fajla.<br />
Računar na kome se vrši akvizicija mora da ima instaliranu<br />
akvizicionu karticu [5]. Na računaru serveru se prikupljaju<br />
signali, a na klijent računaru se vrši praćenje i prikaz u<br />
realnom vremenu (slika 2.). Svaka promena izgleda<br />
virtuelnog instrumenta (front panela) na serveru će se videti<br />
na klijent računaru.<br />
Kvalitet prikaza instrumenta u Web čitaču zavisi od<br />
kapaciteta lokalne mreže i od količine podataka koja se<br />
prenosi. Ukoliko je velika količina podataka i velika brzina<br />
prikaza na grafiku signala, može doći do usporenja rada ili<br />
čak do prekida veze [7].<br />
Računar na kojem se prati virtuelni EKG instrument u<br />
Internet pretraživaču mora da ima instaliran Run Time Engine<br />
LabVIEW da bi se omogućio monitoring. Ovakva<br />
metodologija koja je razvijena u LabVIEW omogućava i<br />
daljinsku kontrolu uređaja na veoma lak način. Korisnik<br />
može da zatraži kontrolu nad virtuelnim uređajem na serveru.<br />
Tada sve grafičke kontrole sa virtuelnog instrumenta postaju<br />
dostupne računaru klijentu. U okviru Web čitača instrument<br />
postaje aktivan, dok se programski kod izvršava i dalje na<br />
račuanru serveru. Kontrole koje omogućavaju obradu signala<br />
i prikaz sada su dostupne klijentu dok korisnik na računaru<br />
serveru nema pristup njima [7]. Na ovaj način omogućeno je<br />
da lekar-ekspert na udaljenom računaru ima pristup<br />
instrumentu i mogućnost da izvrši određene analize EKG<br />
signala radi bolje dijagnostike.<br />
V ZAKLJUČAK<br />
U ovom radu je prikazan telemetrijski EKG sistem koji<br />
koristi http internet protokol preko lokalne računarske mreže.<br />
Slika 2. Snimanje EKG na serveru (levo) i prikaz na klijent računaru u Web pretraživaču (desno)<br />
serveru.<br />
Virtuelnom EKG uređaju pristupa se preko html stranice. U<br />
internet pretraživaču na udaljenom račuanru se upiše adresa<br />
računara i ime html fajla, npr.:<br />
Korišćen je virtuelni EKG uređaj predstavljen u [5]. Prilikom<br />
testiranja korišćen je test EKG signal iz MIT-BIH baze [9],<br />
semplovan sa 360 Hz. Sistem je testiran na 100 Mbit-noj<br />
FastEthernet lokalnoj mreži u laboratoriji na Fakultetu<br />
Tehničkih Nauka na Katedri za automatiku. Prilikom
testiranja najveći ostvaren protok je bio oko 200 KB/s, što je<br />
bilo dovoljno za kvalitetan prikaz svih 12 EKG odvoda.<br />
Prilikom preuzimnja kontrole od strane klijenta protok na<br />
mreži se neznatno povećava.<br />
Ovakav telemetrijski sistem omogućava daljinsko praćenje<br />
EKG snimka u realnom vremenu. Monitoring se vrši iz<br />
standardnog Web pretraživača što olakšava primenu ovakvog<br />
sistema jer obezbeđuje pristup sa bilo kog računara na<br />
lokalnoj računarskoj mreži. Omogućena je i daljinska<br />
kontrola snimanja i obrade EKG signala što olakšava<br />
dijagnostiku. Ovaj sistem se može primeniti u svim<br />
savremenim bolničkim ustanovama koje poseduju umrežen<br />
računarski sistem. Primena daljinskog monitoringa je<br />
omogućena sa svakog računara u okviru bolničke ustanove<br />
čime je znatno povećan kvalitet medicinske nege.<br />
LITERATURA<br />
[1] D.B. Popović, "Telemedical services: Evaluation<br />
methods", Proc 7 h ICT Conf, Žabljak, February, p. 5-9,<br />
2002.<br />
[2] National Instruments, www.ni.com<br />
[3] D.S. Benitez, A. Zaidi, A. Fitchet, P.A. Gazdecki and<br />
A.P. Fitzpatrick, "Virtual instrumentation for clinical<br />
assessment of cardiovascular and autonomic function",<br />
IEE Proceedings, Science Tecnology Vol. 147, No 6,<br />
November 2000.<br />
[4] E. Rosow, J. Adam, "Virtual Instrumentation Tools for<br />
Real-Time prformance Indicators: Using PIVIT for<br />
Data-Driven Decisions", Biomedical instrumentation &<br />
technology- March/April 2000 - Volume 34/No 2.<br />
http://www.harthosp.org/biomedical/news/bi&t.htm<br />
[5] R. Petrović, N. Jorgovanović, S. Došen, "Praćenje i<br />
snimanje EKG signala na računaru", Zbornik XLVII<br />
konferencije ETRAN 2003,Herceg Novi, 2003.<br />
[6] Zhenyu Guo "Project: Medical Virtual Instrumentation"<br />
http://www.seas.gwu.edu/~zguo/bep1.html<br />
[7] Networking in LabVIEW, Chapter 17, LabVIEW User<br />
Manual<br />
[8] C T Obadage, D N Ranasinghe: "Platform Independent<br />
Remote Virtual Instruments Over the Internet"<br />
http://www.cmb.ac.lk/academic/Science/Computer/dscs<br />
/research/abstracts/it98conference/obadage.htm<br />
[9] Massachusetts Institute of Technology. MIT-BIH<br />
database. http://ecg.mit.edu/<br />
[10] Application note “Building an Interactive Web Page<br />
With Data Socket”, www.ni.com<br />
Abstract: In this paper, virtual instrument for telemonitoring<br />
of heart action potentials through local area network is<br />
shown. Sytem integrates personal computer, LabView<br />
development environment, DAQ card and LAN. System<br />
supports distributed acquisition, supervision, archiving,<br />
printing and off line viewing of ECG signal. Also, it enables<br />
telediagnostic of ECG signal.<br />
ECG MONITORING THROUGH LOCAL AREA<br />
NETWORK, Petrović R., Bojanić D., Popović D. B.
Change language