基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

錢夢(mèng)莎 劉東 洪濤 馬長(zhǎng)安 孫英偉

【摘要】以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣為目的，對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，針對(duì)我國(guó)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，提出基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)選型，補(bǔ)充完善了基于智能手機(jī)終端的遠(yuǎn)程醫(yī)療架構(gòu)，最后對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療的應(yīng)用情景提出設(shè)計(jì)建議。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù)

1引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，我們對(duì)自身健康的關(guān)注度逐漸變得更高了。目前醫(yī)療機(jī)構(gòu)從及時(shí)性和覆蓋面上還不能滿足這種需求，我們急需一種方法，能將生理、病理信息發(fā)送到專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)那里進(jìn)行診斷，并為后續(xù)治療和護(hù)理提供有效支持。尤其是我國(guó)逐漸進(jìn)入老齡社會(huì)，也對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療提出越來越迫切是要求[1]。

隨著無線通信技術(shù)以及傳感器技術(shù)的發(fā)展，在技術(shù)上為遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施提供了現(xiàn)實(shí)的可能。如何根據(jù)當(dāng)前信息化水平和基礎(chǔ)設(shè)施，設(shè)計(jì)滿足遠(yuǎn)程醫(yī)療需要的系統(tǒng)，成為一項(xiàng)重要的課題[2]。

2?遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的研發(fā)工作比較重視，一些歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家憑借技術(shù)和資金的實(shí)力，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較大范圍的應(yīng)用[3]。如美國(guó)的HPCC計(jì)劃被列為信息產(chǎn)業(yè)九大重點(diǎn)項(xiàng)目之一，在歐洲也有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的研究人員正在從事遠(yuǎn)程醫(yī)療的研究工作，用以解決日常疾病的監(jiān)測(cè)與治療，日本東芝研究的Lifeminder系統(tǒng)通過可以診斷一些心腦血管疾病等常見病、多發(fā)病。

在遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)研發(fā)方面，我國(guó)起步較晚，但遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)對(duì)發(fā)展速度和覆蓋范圍越來越大，為一些交通不便、以及行動(dòng)不便的病人帶來了福音[4]。

3?基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)選型

3.1醫(yī)療傳感器模塊

常見的血壓傳感器采用BP01型芯片，封裝性良好，測(cè)量精度高。心電傳感器采用AD623作為前置放大主要器件，通過濾波電路和陷波電路消除信號(hào)干擾，確保心電圖的準(zhǔn)確測(cè)量。體溫傳感器采用MAX6612芯片完成，具有體積小、功耗低、速度快、準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)。對(duì)于脈搏的測(cè)量可采用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)量，利用毛細(xì)血管對(duì)紅外光的反射對(duì)傳感器的影響進(jìn)行測(cè)量。對(duì)病人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也可以進(jìn)行測(cè)量，如MMA7260芯片，可對(duì)病人三維加速度進(jìn)行測(cè)量，可對(duì)病人運(yùn)動(dòng)機(jī)能情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)[3]。另外還有其他不同類型的專用傳感器，如血糖、病原體檢測(cè)等，這些傳感部件既可以安裝在專門的檢測(cè)設(shè)備上，也可以嵌入到手環(huán)、項(xiàng)鏈、鞋帽衣物等上面，形成可穿戴醫(yī)療裝置。

3.2無線個(gè)域網(wǎng)網(wǎng)通信技術(shù)

由于對(duì)人體進(jìn)行生理、病理檢測(cè)往往需要多個(gè)不同類型的傳感裝置，這些裝置又處于人體的不同部位，因此需要將這些傳感裝置構(gòu)建成無線個(gè)域網(wǎng)[5]。常見的技術(shù)有藍(lán)牙通信和802.15.4/Zigbee通信標(biāo)準(zhǔn)。兩者相比來說，802.15.4/Zigbee技術(shù)具有更好的抗干擾能力和糾錯(cuò)能力，傳輸速度也更快，同時(shí)該技術(shù)具有節(jié)能、干擾小等優(yōu)勢(shì)，目前常用的是Chipcon公司開發(fā)的CC2430芯片。

3.3智能監(jiān)護(hù)終端-手機(jī)

智能監(jiān)護(hù)終端的職能是將Zigbee個(gè)域網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、處理，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到醫(yī)療機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。這種設(shè)備最好具有便攜、易操作、普及性強(qiáng)等特點(diǎn)。智能手機(jī)普及性最好，可以隨身攜帶，是最理想的智能監(jiān)護(hù)終端。使用這種終端可以將信息發(fā)送到家中電腦上，也可以直接通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)中。對(duì)于具有Zigbee通信功能的手機(jī)可以直接選用，增加終端平臺(tái)軟件即可，對(duì)于一般手機(jī)，可以通過插接Zigbee通信模塊的方法即可。在手機(jī)平臺(tái)選型上，應(yīng)優(yōu)先考慮安卓系統(tǒng)的中低端平臺(tái)，app軟件設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮病人操控簡(jiǎn)便性和有效性。

圖1遠(yuǎn)程醫(yī)療家庭端結(jié)構(gòu)圖

4?基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)情景設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)主要包括病人主動(dòng)求診、病癥觸發(fā)求診和醫(yī)生問診等工作模式[4]。

圖2?遠(yuǎn)程醫(yī)療業(yè)務(wù)示意圖

4.1主動(dòng)求診模式

從下圖結(jié)構(gòu)可以看出，病人在主動(dòng)求診時(shí)，可以將癥狀描述、醫(yī)療傳感裝置以及病歷資料通過遠(yuǎn)程醫(yī)療智能處理模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)中心，服務(wù)中心值班醫(yī)生根據(jù)智能處理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)病情進(jìn)行初步診斷，然后通過語(yǔ)音與病人進(jìn)行交互，進(jìn)一步了解病理情況進(jìn)行下一步處理。

4.2自動(dòng)求診模式

當(dāng)醫(yī)療傳感器裝置發(fā)來的病理信息達(dá)到危重閥值時(shí)，智能處理模塊可以自主發(fā)出求救信號(hào)，遠(yuǎn)程醫(yī)療中心可以根據(jù)對(duì)病人的預(yù)先登記信息進(jìn)行查詢，派出救護(hù)車輛進(jìn)行救助處理。

4.3醫(yī)生問診模式

對(duì)一些常見慢性病來說，醫(yī)生可以查閱智能處理模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息，提出醫(yī)療護(hù)理和治療的處方，病人可以得到及時(shí)有效的建議，有助于病情處于穩(wěn)定和好轉(zhuǎn)的狀態(tài)。病人家屬也能夠通過網(wǎng)絡(luò)與醫(yī)療人員進(jìn)行密切溝通，了解病情并做好護(hù)理工作。

小結(jié)

本文以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為平臺(tái)，分析了遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的技術(shù)選型和工作情景設(shè)計(jì)，進(jìn)一步完善了基于智能手機(jī)終端的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，為遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)提供參考。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)必將對(duì)我國(guó)醫(yī)療事業(yè)做出更加突出的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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