無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)設(shè)備在醫(yī)院的應(yīng)用

摘要：目的 目前醫(yī)院患者日益增多，為了減少了醫(yī)護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)，提高醫(yī)護(hù)人員工作效率和服務(wù)質(zhì)量，設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的心電監(jiān)護(hù)設(shè)備。方法 采用Zigbee、嵌入式C語(yǔ)言和visual studio等技術(shù)進(jìn)行硬件和軟件開(kāi)發(fā)。結(jié)果 通過(guò)測(cè)試表明，無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)具有傳輸距離遠(yuǎn)、消耗功率低的特點(diǎn)。結(jié)論 無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)為醫(yī)院的推廣應(yīng)用提供了基礎(chǔ)，同時(shí)指出了該系統(tǒng)有待解決的問(wèn)題，以及進(jìn)一步研究的方向。

關(guān)鍵詞：心電監(jiān)護(hù)； 醫(yī)療； 無(wú)線(xiàn)通信； 傳感網(wǎng)絡(luò)

1 引言

目前，無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于醫(yī)院的多個(gè)系統(tǒng)，比如遠(yuǎn)程監(jiān)控患者的康復(fù)過(guò)程、遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控、嬰兒防盜、資產(chǎn)定位、心率測(cè)量等。隨著醫(yī)院住院人數(shù)的不斷增加，傳統(tǒng)的心電監(jiān)測(cè)設(shè)備已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足患者的需求，同時(shí)也影響了醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量。為解決這些問(wèn)題，利用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)心電監(jiān)護(hù)是一個(gè)新的思路。無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)將大大提高醫(yī)生和護(hù)士的工作效率和服務(wù)質(zhì)量，減少人力資源的浪費(fèi)，從而使患者得到更好的服務(wù)。

2 無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)框架

無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的工作流程如下。該系統(tǒng)在一個(gè)病房放置n個(gè)心電監(jiān)護(hù)傳感節(jié)點(diǎn)，n由一個(gè)病房的床位數(shù)決定，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為遠(yuǎn)程傳輸?shù)幕荆摶灸苤苯油鹘邮諉卧ㄐ?。在一個(gè)病區(qū)布置k個(gè)發(fā)送傳感單元，k由病房數(shù)量和傳輸距離決定。護(hù)士站PC客戶(hù)端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與主接收單元通信，并將心電信號(hào)顯示出來(lái)。

通過(guò)上面的流程，可以看出無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要有三個(gè)部分組成：傳感單元、主接收單元和PC客戶(hù)端。傳感單元包含心電監(jiān)護(hù)單元（由電子傳感器、多種濾波器和信號(hào)處理電路組成）、微控制器、無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊和天線(xiàn)系統(tǒng)。該節(jié)點(diǎn)可通過(guò)開(kāi)放的傳播信道連續(xù)不斷地傳輸心電信號(hào)。主接收單元由無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、信號(hào)處理模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊構(gòu)成。PC客戶(hù)端是Dell公司的商用電腦。

3 無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分兩部分，硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。

為了設(shè)計(jì)合理科學(xué)的硬件，對(duì)心臟信號(hào)的物理特性以及常規(guī)測(cè)量心電信號(hào)的原理進(jìn)行了研究，并分析了心電監(jiān)護(hù)儀工作原理。通過(guò)對(duì)心電原理的研究，找到了滿(mǎn)足所需規(guī)格基準(zhǔn)的詳細(xì)器件，具體如下。傳感單元包括直流穩(wěn)壓電源裝置（輸出電壓范圍是3.3～5V），心電監(jiān)護(hù)傳感器，16位低功耗微控制器MSP430F147，無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊CC2530（可編程的輸出功率高達(dá)4.5 dBm；接收靈敏度是-97dBm）和天線(xiàn)系統(tǒng)（集成在芯片上）。無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)理想的射頻數(shù)據(jù)傳輸速率約為250kbps。另外，主接收單元由無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊CC2530，信號(hào)處理模塊DM642，以太網(wǎng)收發(fā)器LXT971和直流電源組成。PC客戶(hù)端是Dell公司的商用電腦OptiPlex 3010。

軟件設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分，傳感單元和主收發(fā)單元采用嵌入式C語(yǔ)言設(shè)計(jì)，PC客戶(hù)端顯示軟件使用visual studio開(kāi)發(fā)。

在醫(yī)院病區(qū)通過(guò)測(cè)試表明，無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在2.4GHz工作頻率下，發(fā)射功率為4.5dBm，數(shù)據(jù)傳輸速率為250kbps，能夠傳輸?shù)木嚯x可達(dá)50多米。

4 結(jié)論

無(wú)線(xiàn)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)樣機(jī)已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，并在多種環(huán)境下進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果證明了該系統(tǒng)的可行性，為醫(yī)院進(jìn)一步的推廣應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)具有體積小、功耗低、傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，是構(gòu)建移動(dòng)醫(yī)療服務(wù)的一種新模式，對(duì)醫(yī)院信息化起到了重要的拓展和細(xì)化作用。但是一些技術(shù)問(wèn)題如準(zhǔn)確性和安全性還需進(jìn)一步研究，也有待于醫(yī)管部門(mén)的評(píng)估和監(jiān)管。

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