This study introduces the development of a state of the art, real time ECG monitoring and analysis system, incorporating cutting edge medical technology and innovative data security measures. Our system performs three distinct functions thaat real time ECG monitoring and disease detection, encrypted storage and synchronized visualization, and statistical analysis on encrypted data. At its core, the system uses a three lead ECG preamplifier connected through a serial port to capture, display, and record real time ECG data. These signals are securely stored in the cloud using robust encryption methods. Authorized medical personnel can access and decrypt this data on their computers, with AES encryption ensuring synchronized real time data tracking and visualization. Furthermore, the system performs statistical operations on the ECG data stored in the cloud without decrypting it, using Fully Homomorphic Encryption (FHE). This enables privacy preserving data analysis while ensuring the security and confidentiality of patient information. By integrating these independent functions, our system significantly enhances the security and efficiency of health monitoring. It supports critical tasks such as disease detection, patient monitoring, and preliminary intervention, all while upholding stringent data privacy standards. We provided detailed discussions on the system's architecture, hardware configuration, software implementation, and clinical performance. The results highlight the potential of this system to improve patient care through secure and efficient ECG monitoring and analysis. This work represents a significant leap forward in medical technology. By incorporating FHE into both data transmission and storage processes, we ensure continuous encryption of data throughout its lifecycle while enabling real time disease diagnosis.


翻译:本研究介绍了一种先进的实时心电监测与分析系统的开发,该系统融合了尖端医疗技术与创新的数据安全措施。我们的系统实现了三项独立功能:实时心电监测与疾病检测、加密存储与同步可视化,以及对加密数据的统计分析。系统核心采用三导联心电前置放大器,通过串行端口连接,实现实时心电信号的采集、显示与记录。这些信号通过强加密方法安全存储于云端。授权医务人员可在其计算机上访问并解密数据,AES加密算法确保了实时数据的同步追踪与可视化。此外,系统利用全同态加密技术,无需解密即可对云端存储的心电数据进行统计运算,从而在保障患者信息安全性与机密性的前提下实现隐私保护的数据分析。通过整合这些独立功能,本系统显著提升了健康监测的安全性与效率。在恪守严格数据隐私标准的同时,系统支持疾病检测、患者监测及初步干预等关键任务。我们对系统架构、硬件配置、软件实现及临床性能进行了详细探讨。结果凸显了本系统通过安全高效的心电监测与分析改善患者护理的潜力。此项工作代表了医疗技术领域的重大进步。通过将全同态加密技术融入数据传输与存储全过程,我们在实现实时疾病诊断的同时,确保了数据在全生命周期内的持续加密保护。

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