基于NB-IoT的電子病歷系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計

安徽理工大學(xué) 劉 航 王倩倩

隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，萬物互聯(lián)的環(huán)境下，病歷完全能夠電子化，醫(yī)院物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與電子病歷相互連接，使醫(yī)院-病歷-病人的“一體化”。通過GPS定位器、脈搏傳感器、溫度傳感器、電子標(biāo)簽與NB-IoT模塊組成無線測量網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療。NB-lot在慢性疾病治療中，而且NB-IoT可進(jìn)行超遠(yuǎn)距離的信號傳輸，攜帶NBIoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定位和檢測心率等功能的電子病歷的特殊病人，能夠時刻將身體的狀況快速的傳輸?shù)街付ㄡt(yī)生，無需長期住院，減少病人在住院的心里壓力。能幫助醫(yī)生更好的監(jiān)護(hù)病人，緩解醫(yī)院住院部床鋪缺少的難題。在藥品和醫(yī)療器械管理方面，利用RFID電子標(biāo)簽時刻監(jiān)控藥品和醫(yī)療設(shè)備的生產(chǎn)，運(yùn)輸，銷售，使用?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)下的電子病歷，可將病人的信息共享與各科室之間，方便醫(yī)生會診，大大減少醫(yī)院會診所有的時間，提高醫(yī)院醫(yī)療水平能力，在住院部醫(yī)護(hù)人員查房時，無需手動調(diào)閱病人信息，可直接由電子病歷提供的信息進(jìn)行查房。

1.概述

基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT技術(shù)電子病歷(Electronic Medical Record，EMR)，是現(xiàn)行電子病歷是應(yīng)對醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital Information System，HIS)發(fā)展到一定階段的需求而產(chǎn)生。物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)（俞磊.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)院架構(gòu)及服務(wù)訪問研究[D].合肥工業(yè)大學(xué),2013:134）。本文采用的是NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。是一種基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（NB-IoT）的電子病歷。基于NB-IoT技術(shù)的可移動電子病歷，集成了GPS定位器，心率采集器，溫度傳感器和電子標(biāo)簽。能夠?qū)]有住院的病人的位置，心率，體溫以特定時間段傳輸?shù)结t(yī)院物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供醫(yī)生查看。其中電子標(biāo)簽存儲了病人的診療信息，每個電子標(biāo)簽的編碼與病人信息唯一對應(yīng)。目前國內(nèi)外對智慧醫(yī)院已經(jīng)從整體系統(tǒng)模型，就診流程，安全機(jī)制，各科室信息共享，病人監(jiān)護(hù)等進(jìn)行了規(guī)模的研究（Lu Wenxiang,Zhang Jinzhu.Parameter analyses of an adaptive amplitude limit filtering method[J].Journal of Tsinghua University.2012,52(08):1106-1105）。但由于NB-IoT是新興技術(shù)，關(guān)于移動健康多功能電子病歷的研究還處于初步階段。

2.系統(tǒng)體系設(shè)計

為實(shí)現(xiàn)電子病歷就診信息和病人每一刻身體體征狀況在醫(yī)院各科室的信息共享，本設(shè)計最終通過NB-IoT終端對病人身體體征采集，利用中國電信物聯(lián)網(wǎng)平臺將醫(yī)院設(shè)備和電子病歷連接在一起，實(shí)現(xiàn)病人就診信息和體征在醫(yī)院物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的共享化（Cristina Elena Turcua,Cornel Octavian Turcu.Internet of Things as Key Enabler for Sustainable Healthcare Delivery[J].SciVerse ScienceDirect,2013:251-256）。該系統(tǒng)由感知層、通信層、NB-IoT平臺層、應(yīng)用層組成，總體系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)如圖1所示。電子病歷為感知層、基站和核心網(wǎng)絡(luò)為通信層，手機(jī)與醫(yī)院互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為應(yīng)用層。

圖1 系統(tǒng)體系設(shè)計

3.硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）發(fā)布以來，越來越多的設(shè)備采用NB-IoT系統(tǒng)使之相互連接，基于NB-IoT的系統(tǒng)構(gòu)建也不斷的出現(xiàn)在人們眼中。本文獻(xiàn)主要構(gòu)建了GPS定位器、心率傳感器、溫度傳感器、電子標(biāo)簽、與stm32芯片結(jié)合的電子病歷模型結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)硬件模型結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2所示，各模塊型號選取如下：

（1）GPS定位采用AIR530模塊。該模塊采用了射頻基帶一體化設(shè)計，體積小，功耗低。此芯片性能強(qiáng)，可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的定位。

（2）心率血氧采集模塊使用MAX30102，MAX30102能快速方便的檢測病人心率和血氧濃度，且待機(jī)時芯片內(nèi)電流大小趨近于0，能大幅度提升電子病歷的待機(jī)時間。

（3）溫度傳感器為DHT11。該傳感器抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)快，功耗低，成本低廉。

（4）電子標(biāo)簽選擇有源電子標(biāo)簽，用于識別病人身份，存儲病人就診信息。

（5）移動通信模組。采用率先通過ccc認(rèn)證的移遠(yuǎn)BC95模組。移遠(yuǎn)BC95模組具備完善的技術(shù)支持服務(wù)，能夠更精確，快速的解決客服出現(xiàn)的問題。

（6）物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器選擇OceanConnect。OceanConnect是華為云核心網(wǎng)推出的以IoT聯(lián)接管理平臺為核心的IoT生態(tài)圈。基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等核心技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一開放的IoT聯(lián)接管理平臺，通過開放API和IoT Agent實(shí)現(xiàn)與上下游產(chǎn)品能力的無縫聯(lián)接，從而給客戶提供端到端的高價值行業(yè)應(yīng)用。

圖2 電子病歷硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.結(jié)論

本設(shè)計主要以NB-IoT技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用研究為主，設(shè)計了一套基于NB-IoT窄帶寬物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智能健康電子病歷系統(tǒng)。整合了gps定位，體溫測量，心率監(jiān)控等模塊，實(shí)現(xiàn)了電子病歷的多功能化。