基于健康物聯(lián)網(wǎng)的傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)探究

陳允敬 孔莉

摘? ?要：現(xiàn)階段，人們對(duì)于醫(yī)療資源需求的增加與現(xiàn)有資源短缺存在的矛盾顯著，因此迫切需要通過新技術(shù)來解決這一問題。健康物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療健康服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，為該領(lǐng)域提供技術(shù)支持，很大程度上促進(jìn)了醫(yī)療健康事業(yè)的發(fā)展。傳感節(jié)點(diǎn)作為健康物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，是健康物聯(lián)網(wǎng)再發(fā)展的一大重要突破口。因此本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)、健康物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念以及體系結(jié)構(gòu)，并探究了健康物聯(lián)網(wǎng)中傳感節(jié)點(diǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)? 健康物聯(lián)網(wǎng)? 傳感節(jié)點(diǎn)? 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP311.52? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）05（a）-0162-02

隨著人民對(duì)美好生活期望的日益增長(zhǎng)，人們對(duì)于健康的管理和投資理念不斷提升，健康消費(fèi)模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)獒t(yī)療、保健以及提升健康素質(zhì)等多形式并存的模式[1]。但現(xiàn)階段的醫(yī)療衛(wèi)生資源不足以滿足需求，因此利用信息技術(shù)來改善現(xiàn)狀顯得尤其重要。物聯(lián)網(wǎng)的興起以及在醫(yī)療健康服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用——健康物聯(lián)網(wǎng)的形成為解決這一問題提供了新的解決方案。因此本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)、健康物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念以及體系結(jié)構(gòu)，并探究了健康物聯(lián)網(wǎng)中具有采集和傳輸功能的傳感節(jié)點(diǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。

1? 物聯(lián)網(wǎng)與健康物聯(lián)網(wǎng)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things， IOT），是互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體[2]，讓能行使獨(dú)立功能的物體實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過各種傳感器設(shè)備采集所需的物的相關(guān)信息，與互聯(lián)網(wǎng)或無線網(wǎng)相結(jié)合使用，將信息傳遞給終端用戶，用戶即可通過網(wǎng)絡(luò)得到物的狀態(tài)信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物的控制與應(yīng)用，在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

1.2 健康物聯(lián)網(wǎng)

健康物聯(lián)網(wǎng)是指將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到醫(yī)療衛(wèi)生與健康行業(yè)，通過對(duì)健康信息的采集、傳輸及應(yīng)用，為健康服務(wù)領(lǐng)域提供技術(shù)支持，很大程度上促進(jìn)了醫(yī)療健康事業(yè)的發(fā)展[3]。

健康物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)主要分為感知、傳輸和應(yīng)用層三個(gè)部分[4]。感知層利用傳感設(shè)備采集人體的生理信息并通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶終端或信息中轉(zhuǎn)站。最后終端用戶根據(jù)所得數(shù)據(jù)與醫(yī)療診斷等技術(shù)相結(jié)合，得到相應(yīng)的診斷、治療和恢復(fù)結(jié)果，這是健康物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層。健康物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為醫(yī)生的遠(yuǎn)程診斷治療、病人的家庭監(jiān)測(cè)護(hù)理等提供了很多的便利，提高了醫(yī)療資源利用率，是改善不平衡的醫(yī)療服務(wù)現(xiàn)狀不錯(cuò)的解決方案。

2? 健康物聯(lián)網(wǎng)的傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)探究

健康物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將信息、電子、自動(dòng)化、通信、醫(yī)療衛(wèi)生等技術(shù)融合為一個(gè)整體。其關(guān)鍵技術(shù)有健康感知技術(shù)、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及無線體域網(wǎng)WASN[1]。傳感節(jié)點(diǎn)是無線體域網(wǎng)的重要組成部分，傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集人體的生理信號(hào)，利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)功能。并且朝微型化、低功耗、便攜式、智能化、非接觸、可穿戴方向的發(fā)展，對(duì)健康物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展促進(jìn)作用巨大。

2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

傳感節(jié)點(diǎn)的研究在國(guó)外發(fā)展起步早，相對(duì)成熟。在傳感節(jié)點(diǎn)的微型化、低功耗、智能化以及便攜式方面，已有不少研究人員取得一定的成果。身體傳感網(wǎng)的概念于2005 年被Benny P. L. Lo 等人提出[5]，將測(cè)量生理信號(hào)的多個(gè)傳感器與本地個(gè)人數(shù)字助理結(jié)合起來組成一個(gè)身體傳感網(wǎng)，傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)并發(fā)送至本地以及健康監(jiān)護(hù)中心，并且傳感器模塊的微型化達(dá)到硬幣大小，功耗低且便于攜帶。

非接觸式測(cè)量也是研究的一大方向，Chulsung Park 等人設(shè)計(jì)出了無需直接接觸人體的容性心電傳感器[6]，此傳感器體積小并且測(cè)量時(shí)噪聲低，他們利用此傳感器設(shè)計(jì)出了可穿戴的無線心電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為家庭健康監(jiān)測(cè)提供了很大的便利。

在監(jiān)測(cè)設(shè)備可穿戴方面，哈佛大學(xué)利用CC2420無線傳感器組建大規(guī)模的傳感器網(wǎng)——CodeBlue系統(tǒng)[7]，利用穿戴式設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域內(nèi)多位人員進(jìn)行生理信號(hào)監(jiān)測(cè)及定位，并且可以將相關(guān)數(shù)據(jù)傳至終端顯示，對(duì)于緊急醫(yī)療監(jiān)護(hù)或大型突發(fā)災(zāi)難性事件能夠很好的應(yīng)對(duì)。

2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

在社區(qū)保健方面，清華大學(xué)研發(fā)了由家庭監(jiān)護(hù)器和醫(yī)院監(jiān)測(cè)中心構(gòu)成的家庭貼心小護(hù)士系統(tǒng)[8]，其中監(jiān)測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄心電圖和血壓信息，還可以對(duì)采集的信息實(shí)時(shí)分析，有異常出現(xiàn)時(shí)可以通過電話線把心電圖傳遞到醫(yī)院進(jìn)行咨詢。在軍工的應(yīng)用方面，與上述CodeBlue 系統(tǒng)相類似的，第一軍醫(yī)大學(xué)于2000年研制了用于單兵搜救的生理狀況以及遠(yuǎn)程監(jiān)視定位系統(tǒng)[9]，在1000m內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)生理信號(hào)以及位置信息的監(jiān)測(cè)。

在微型化、便攜式和可穿戴等方向，中國(guó)也有較多的研究進(jìn)展。上海大學(xué)研制了無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由便攜式傳感器、收發(fā)模塊、多通道生理參數(shù)和數(shù)字醫(yī)療助理組成，穿戴式傳感器能夠?qū)崟r(shí)采集測(cè)試人員的心率、血氧飽和度和體溫，通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)字醫(yī)療助理進(jìn)行分析、儲(chǔ)存和顯示，并發(fā)送到監(jiān)護(hù)中心。天津大學(xué)的張盛昭在碩士論文中設(shè)計(jì)了一種將過采樣技術(shù)、自適應(yīng)相干模板法和數(shù)字鎖相的基本原理引入生理信號(hào)的測(cè)量[4]，信號(hào)的采集在CY8C3665芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，以藍(lán)牙進(jìn)行短距離的無線傳輸，整體設(shè)備體積小、成本低。

3? 結(jié)語

在物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展以及人民的迫切需求下，我們期望著健康物聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)獒t(yī)療健康服務(wù)領(lǐng)域發(fā)揮更多的作用。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外的傳感節(jié)點(diǎn)趨勢(shì)探究發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或設(shè)備均朝著微型化、低功耗、便攜式、智能化、可穿戴等方向發(fā)展。國(guó)外技術(shù)相對(duì)來說較為成熟，但存在技術(shù)壟斷，若我國(guó)采取進(jìn)口推廣的方式成本太大，國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)仍存在成本較高、功耗較高等問題，但在研究人員不斷的研發(fā)探究下，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的日益成熟以及在國(guó)家政策的支持鼓勵(lì)下推廣應(yīng)用指日可待。

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