基于TD-SCDMA的移動遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)設(shè)計

周 融

海南醫(yī)學(xué)院，海南?？?571199

0 引言

遠(yuǎn)程醫(yī)療[1]作為一種對傳統(tǒng)醫(yī)療方式的補充和延伸，已經(jīng)越來越被重視與接受?，F(xiàn)階段我國遠(yuǎn)程醫(yī)療方案主要還是基于有線網(wǎng)絡(luò)，主要有三種[2]：一是基于衛(wèi)星通訊、A T M網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，使用大量專業(yè)設(shè)備，提供一套完整的、高質(zhì)量的遠(yuǎn)程醫(yī)療會診方案；二是基于ISDN、Frame Relay等專用網(wǎng)絡(luò)載體，使用多媒體視訊產(chǎn)品，構(gòu)成遠(yuǎn)程醫(yī)療會診方案；三是基于電話線（PSTN）的多媒體遠(yuǎn)程醫(yī)療會診方案。受傳統(tǒng)遠(yuǎn)程醫(yī)療方案的前期投入大、時間、空間等多種因素的限制，使得傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)很難普及，但隨著社會的不斷發(fā)展，人類對自身的健康越來越重視，現(xiàn)在有的醫(yī)療資源及傳統(tǒng)的醫(yī)療方式已無法滿足人們的保健需求，且這種供需矛盾也日漸突出。為了解決這一矛盾，本文以TD-SCDMA為通信網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計了基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的無線遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)和功能模塊，以及主要功能的實現(xiàn)方法及關(guān)鍵技術(shù)。

1 TD-SCDMA技術(shù)

TD-SCDMA[3]為中國提出集CDMA、TDMA、EDMA優(yōu)勢于一體、系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強的第三代移動通信技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。它采用了智能天線、聯(lián)合檢測、上行同步、接力切換、動態(tài)信道分配、功率控制等關(guān)鍵技術(shù)[4]，充分保證移動用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?、可靠性。在傳輸速率方面，較GSM網(wǎng)絡(luò)的GPRS有了明顯提升，如圖2所示：

圖1 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖2 GSM與TD-SCDMA傳輸速率比較

由于TD-SCDMA較之前的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，在承載速率方面有了明顯的的提升，可以實現(xiàn)高清晰、大容量圖片、視頻的實時傳輸，極大的提升了遠(yuǎn)端會診專家了解病情、給予診斷方案的及時性、可靠性。

2 基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)設(shè)計

2.1 遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及組成

本文設(shè)計的移動遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)從應(yīng)用功能層面主要包括兩部分：一部分為醫(yī)療信息查詢及預(yù)訂；另一部分為醫(yī)療信息采集及實時顯示，如圖3所示：

圖3 移動遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)用層面組成

應(yīng)用功能的兩個部分主要實現(xiàn)了兩個功能：一個是查詢功能、另一個是實時診斷功能。

從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層面主要包括三部分：移動終端、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示：

圖4 移動遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

移動終端負(fù)責(zé)生理信號的采集、本地存儲和無線傳輸，并且能在本地移動終端顯示其生理信息。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)移動終端與遠(yuǎn)端的醫(yī)院醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心之間上行和下行數(shù)據(jù)無線側(cè)承載傳輸；遠(yuǎn)端的醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心對用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行判決，區(qū)分是查詢還是診斷，并根據(jù)其不同進(jìn)行不同的處理，并能對病人的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲，以作為以后的參考資料。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

遠(yuǎn)程移動醫(yī)療系統(tǒng)由兩大部分組成：遠(yuǎn)程醫(yī)療信息查詢部分和遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷部分，醫(yī)療信息查詢主要實現(xiàn)用戶對感興趣的相關(guān)醫(yī)療信息的查詢、以往就診情況的查詢以及醫(yī)療知識的電子訂閱；醫(yī)療診斷部分主要實現(xiàn)對當(dāng)前病情的移動遠(yuǎn)程診斷。

2.2.1遠(yuǎn)程醫(yī)療信息查詢

醫(yī)療信息查詢系統(tǒng)主要分為兩部分，一部分是運行在移動終端的客戶端應(yīng)用程序；一部分是運行在遠(yuǎn)端的醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，在醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心運行一子系統(tǒng)-醫(yī)療信息查詢預(yù)訂系統(tǒng)，其功能原理及流程如下圖所示：

1）客戶端應(yīng)用程序

客戶端應(yīng)用程序運行于移動終端上，該應(yīng)用程序通過TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)連接到醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，可實現(xiàn)醫(yī)療信息的查詢和預(yù)訂。通過醫(yī)療信息查詢，用戶輸入相關(guān)生理指標(biāo)或者特征進(jìn)行查詢是，系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的信息能過提供合理診療建議信息。同時如果用戶之前在系統(tǒng)中建立了醫(yī)療檔案，用戶還可以查詢以前的醫(yī)療就在情況，以便為現(xiàn)有病情針對做參考。

2）醫(yī)療信息查詢系統(tǒng)

該系統(tǒng)運行于醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，是醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心的一個子系統(tǒng)，可實現(xiàn)客戶端應(yīng)用程序相關(guān)查詢應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理及收發(fā)。

3）醫(yī)療信息預(yù)訂系統(tǒng)

該系統(tǒng)運行于醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，是醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心的一個子系統(tǒng)，可實現(xiàn)客戶端應(yīng)用程序相關(guān)預(yù)訂應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理及收發(fā)，如醫(yī)療健康知識預(yù)訂、醫(yī)療系統(tǒng)關(guān)聯(lián)醫(yī)院的移動掛號。

2.2.2 遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷

1）移動終端

（1）數(shù)據(jù)采集模塊

該功能模塊為移動終端的一個功能子模塊，實現(xiàn)現(xiàn)場用戶生理信息的采集和現(xiàn)場圖片、視頻畫面采集，如體溫、血壓、用戶現(xiàn)場損尚的實時情況。

（2）數(shù)據(jù)處理模塊

為了適應(yīng)在TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)上傳輸，對數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行邊編解碼處理，同時對接收過來的遠(yuǎn)端專家診斷的信息或視頻畫面進(jìn)行編解碼。

（3）數(shù)據(jù)顯示模塊

移動終端除了把采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的會診專家那外，還把采集的信息在移動終端顯示屏上顯示，以便用戶也能實時了解自身的生理狀態(tài)，即在移動終端的顯示模塊實現(xiàn)兩部分功能，一是本端的采集信息的顯示、一是遠(yuǎn)端會診情況的本端顯示。

（4）數(shù)據(jù)收發(fā)模塊

數(shù)據(jù)收發(fā)模塊主要實現(xiàn)的是與TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的空中接口功能，以便實現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)在空口中的正確傳輸。該模塊采用點對點的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸。模塊以TDSCDMA通信技術(shù)和單片機技術(shù)為核心，自動完成移動終端及會診醫(yī)師之間數(shù)據(jù)的傳輸。

2）診斷系統(tǒng)

（1）信息收集判決模塊

當(dāng)系統(tǒng)接收到遠(yuǎn)端發(fā)送來的請求消息后，系統(tǒng)對請求信息進(jìn)行解析后進(jìn)行判斷，找出系統(tǒng)中關(guān)聯(lián)會診醫(yī)師的空閑情況，并根據(jù)遠(yuǎn)端用戶的會診類別進(jìn)行聯(lián)合判決，確定合適的會診醫(yī)生后送調(diào)度模塊處理。

（2）信息調(diào)度模塊

調(diào)度模塊收到判決模塊送來的信息后，與對應(yīng)的會診醫(yī)生建立連接請求，當(dāng)會診醫(yī)生同意建立連接后，信息調(diào)度模塊響應(yīng)遠(yuǎn)端用戶的連接請求。至此，在物理跟邏輯上遠(yuǎn)端用戶與會診醫(yī)生之間建立連接。

（3）數(shù)據(jù)處理模塊

為了適應(yīng)在TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)及在Internet上傳輸，對無線網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，便于分發(fā)到各子模塊，同時對專家診斷的信息或視頻畫面進(jìn)行處理。

（4）數(shù)據(jù)收發(fā)模塊

該模塊根據(jù)信息調(diào)度模塊信息，對數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)到各會診醫(yī)生子系統(tǒng)，并接收會診醫(yī)生子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到Internet上。

3 結(jié)論

本文設(shè)計了一個基于TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)療信息的查詢、預(yù)訂，以及移動遠(yuǎn)程醫(yī)療的診斷。由于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在安全性、穩(wěn)定性、承載速率的優(yōu)勢，使得該系統(tǒng)極大的改善了現(xiàn)有遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)在移動性、實時性方面的不足。

[1]劉翔，朱士俊，李信春.我國遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀、難點和對策分析[J].中國醫(yī)院，2004，8(6)：8-11.

[2]王虹.3G時代遠(yuǎn)程醫(yī)療的關(guān)鍵技術(shù)[J].中國醫(yī)院，2010，14(7)：47-49.

[3]http://baike.baidu.com/view/9800.htm?subLemmaId=9800&fromenter=td%A3%ADscdma.

[4]楊巍，李淼，張建，胡澤林，李靜.基于TD-SCDMA的農(nóng)田信息遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計.儀表技術(shù)，2010(6).