一種基于無線傳感器網絡的遠程醫療監護系統

簡介

醫療監護儀器目前可以分為兩類，一類是指在醫院內由職業醫生或專業技術人員使用的專門儀器，對病人進行生理指標的監護;另一類是在普通人員的家庭內或者戶外，在醫生的指導下，由病人本人或者家屬使用遠程醫療監護系統對病人進行監護，所得到的生理指標將及時傳送給相關醫生。目前，醫院所使用的監護方法，大多使用固定的醫療監護儀，連接設備將傳感器探頭連接在病人與監護設備之間進行信號的傳遞。復雜的設備，眾多的連線，會造成病人心理上的壓力和緊張情緒，可能會影響病人身體狀況，使得診斷所得到的數據與真實情況有一定差距，給病人和醫護人員都帶來不便，可能會影響對病情的正確診斷。　　

為了使經常需要測量生理指標的人員(比如慢性病人或者老年患者等)能夠在家中在隨意運動的狀態下測量某些常規指標，目前國際上對遠程醫療的關注越來越強。本文設計出一種新的網絡式監護裝置及系統，目的是利用高頻率的無線多通道數據傳輸方式，傳遞醫療傳感器與監護控制儀器之間的信息，減少監護設備與醫療傳感器之間的連線，使得被監護人能夠擁有較多的自由活動空間，在獲得較準確的測量指標的同時，免除病人在家庭與醫院之間奔波的勞苦。同時，在醫院病房內建立無線監測網絡，很多項測試可以在病床上完成，能夠極大地方便病人就診，并加強醫院的現代化信息管理和工作效率。另外，遠程監護系統還可以擴展，使遠離醫院等醫護機構的病員也隨時能夠得到必要的醫療監護，并且在必要的時候得到遠程醫生的咨詢指導，比如我國農村的缺醫少藥地區。

系統結構

本文提出了一種基于無線傳感器網絡技術的遠程醫療監護系統，提出了一種新的可擴展的多層次網絡式體系結構及實現方法，即由監護基站設備和無線專用傳感器節點構成一個微型監護網絡。傳感器節點上使用中央控制器對所需要監測的生命指標傳感器進行控制來采集數據，通過無線通信方式將數據發送至監護基站設備，并由該基站裝置將數據傳輸至所連接的PC或者其他網絡設備上，通過In2ternet網絡可以將數據傳輸至遠程醫療監護中心，由專業醫療人員對數據進行統計觀察，提供必要的咨詢服務，實現遠程醫療。　　

圖1中描述了該遠程醫療監護系統的體系結構圖，系統中包括監護基站設備以及一系列醫療監護網絡的醫療傳感器節點。

　　在本文所設計的系統中，醫療傳感器節點被用來測量各種人體生理指標，比如體溫、血壓、脈搏、血糖、血氧等，傳感器還可以對某些醫療設備的狀況或者治療過程情況進行動態監測。所獲得的數據信息通過無線通信的方式被傳輸到醫療監護基站設備上。我們將這類家庭基站或病房基站設計為手持型的設備，基站設備可以將收到的傳感器數據信息進行保存和處理并將數據顯示在該設備的LCD液晶顯示屏上，而且可以根據需要選擇采用多種方式進行遠程數據傳輸通信，比如通過和PC相連接的RS2232接口、通過GSM短消息或者通過modem接入遠程以太網的方式接入遠程網絡，傳送到遠程端的信息將由遠程端的監護中心或者醫院管理中心的專業醫療人員進行統計與分析，并及時對病人進行信息反饋、提出忠告和建議等。

　　醫療傳感器節點可以根據不同的需要而設置，因此該系統具有極大的靈活性和擴展性。同時，將該系統接入Internet網絡，可以形成更大的社區醫療監護網絡、醫院網絡乃至整個城市和全國的醫療監護網絡，如圖2所示。

圖3所示是本文設計的醫療監護基站設備的結構框圖。本系統主要實現的功能是采集并顯示測試得到的數據信息，同時將數據信息進行適當存儲和網絡轉發，因此本系統中的監護基站設備被設計成一種手持設備，同時監護基站設備可以和系統中的多個傳感器節點進行通信以完成數據的采集和顯示等功能。在使用過程中，監護基站設備通過無線信道向傳感器節點發送控制命令來啟動傳感器節點，傳感器節點接收到命令后進行相應的數據采集動作，采集人體生理指標數據，采集結束后通過無線通信的方式將數據返回到監護基站，由監護基站進行進一步的顯示、存儲等操作。必要時，監護基站設備可以通過網絡將數據傳輸到遠程服務器端。