藍牙技術(shù)在醫療監護中的應用
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時(shí)間：2009-02-10
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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| 2.1藍牙系統的網(wǎng)絡(luò )構成 |
在此藍牙系統中，可將藍牙芯片集成到各小型探測器中，并在房間探測器上集成藍牙芯片?？墒褂盟{牙系統提供的一對多的連接方式，用一個(gè)帶有藍牙芯片的房間探測器作為微微網(wǎng)的主單元。各種帶有藍牙芯片的小型探測器作為從單元。一個(gè)微微網(wǎng)中活動(dòng)從單元的個(gè)數最多有7個(gè)。當所需測量的生理參數超過(guò)7個(gè)時(shí)，有兩個(gè)解決方案，一種是使更多的從單元處于鎖定于主單元的休眠狀態(tài)，由主單元控制激活順序，一般來(lái)說(shuō)，某些所測生理參數不需要不間斷連續測量，故可利用這種時(shí)差，當需要測量某個(gè)生理參數時(shí)，才激活相應的從單元，只要保證同時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)的從單元數目不超過(guò)7個(gè)，就可達到目的。第二種方案是由具有重疊覆蓋區域的多個(gè)微微網(wǎng)構成一個(gè)散射網(wǎng)，每一微微網(wǎng)只能有一個(gè)主單元，從單元可基于時(shí)分復用參加不同的微微網(wǎng)。而在一個(gè)微微網(wǎng)中的主單元仍可作為另一個(gè)微微網(wǎng)的從單元。利用這種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，就可達到上述目的。綜上所述，如圖3所示，可以這樣規劃一個(gè)病房中的藍牙系統網(wǎng)絡(luò )：每一病床構成一個(gè)微微網(wǎng)，各個(gè)帶有藍牙芯片的小型傳感器構成這一微微網(wǎng)。由這一病房中的各個(gè)病床所組成微微網(wǎng)構成一散射網(wǎng)，在這一散射網(wǎng)中，帶有藍牙芯片的房間探測器作為散射網(wǎng)的主單元。
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| 2.2藍牙主、從單元工作方式 |
作為主單元的藍牙芯片使用外接串行設備的形式與PC主機相連接，藍牙在主機端支持的設備連接方式有三種USB、UART和PC插卡。從長(cháng)期來(lái)看 USB是最好的選擇因為它是目前發(fā)展最快的PC擴展連接方式并且已經(jīng)由PC領(lǐng)域滲透到信息家電領(lǐng)域；從速度上來(lái)看目前使用的USB1.0和USB1.1在全速率情況下有12Mbps的速度而下一代USB2.0規范也基本上得到了通過(guò)其速率已經(jīng)達到了480Mbps從串行設備發(fā)展的歷史來(lái)看USB基本上是串行設備的最終形式經(jīng)歷了從RS-232到RS-485等一系列發(fā)展之后達到一個(gè)高速的串行連接體系。當需要對心電進(jìn)行檢測時(shí)，就需要使用USB的高速傳輸性能，所以USB會(huì )是長(cháng)期的最終選擇。如圖３所示需要使用基帶協(xié)議、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP、服務(wù)搜索協(xié)議(SDP)、電纜替代協(xié)議(RFCOMM)，并使用主機控制接口(HCI)為基帶控制器、鏈路管理器，硬件狀態(tài)和控制寄存器提供命令接口，如圖4所示。
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作為從單元的藍牙芯片當前只需要對一些諸如溫度、血壓等數據量不大的信號進(jìn)行監測，故只需要使用基帶層協(xié)議，以及鏈路管理協(xié)議(LMP)。在主單元與從單元之間建立異步無(wú)鏈接鏈路(ACL)采用DM1分組。通過(guò)LMP負責藍牙各設備間連接的建立和設置。
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| 3藍牙技術(shù)在動(dòng)態(tài)監護中的應用 |
為了早期和準確地診斷一些重要生理系統的功能性疾病往往需要對處于正常生活和工作條件下的患者進(jìn)行長(cháng)時(shí)間24小時(shí)甚至更長(cháng)的連續監測。這類(lèi)監測技術(shù)被稱(chēng)為動(dòng)態(tài)監測技術(shù)。目前最常用的動(dòng)態(tài)監測是動(dòng)態(tài)心電監護、動(dòng)態(tài)血壓監護、消化道生理參數的動(dòng)態(tài)監護、腦電動(dòng)態(tài)監護。連續監測的時(shí)間多為一個(gè)晝夜，均由病人隨身佩帶能連續記錄相關(guān)生理參數的便攜式記錄盒。在記錄完成后 將數據傳輸到分析工作站進(jìn)行數據分析和處理。如果利用藍牙技術(shù)使傳感器與記錄盒分離，記錄盒放置在衣服口袋或隨身攜帶的公文包中，傳感器利用藍牙技術(shù)點(diǎn)對點(diǎn)無(wú)線(xiàn)傳輸數據給記錄盒，免除了各種連線(xiàn)在病人身上纏繞帶來(lái)的不便。
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| 4藍牙技術(shù)在遠程監護中的應用 |
隨著(zhù)現代科技的發(fā)展和生活水平的提高人們對高質(zhì)量高水平的醫療保障需求迅速增長(cháng)促使遠程醫療事業(yè)快速發(fā)展?，F代技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò )通訊、計算機、微電子技術(shù)為遠程醫療的發(fā)展提供了所必需的技術(shù)條件。在遠程醫療領(lǐng)域中發(fā)展最快也是最先得以實(shí)用、給病人以實(shí)惠的是遠程監護和家庭保健監護。它不僅給患者帶來(lái)了方便也減少了住院醫療費用。在遠程監護與家庭保健監護中，藍牙技術(shù)也有很多用武之地。就如同病房監護一樣，在家中安裝一個(gè)帶有藍牙芯片的房間探測器，其余各種醫療設備將數據通過(guò)藍牙芯片傳輸到房間探測器，房間探測器再與Internet網(wǎng)連接，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將數據傳輸到醫院或社區保健中心，達到遠程監護的目的。設想一下，當病人隨手拿起一個(gè)帶有藍牙芯片的微傳感器，進(jìn)行測試，生理參數就自動(dòng)地傳輸出去。免除了復雜連線(xiàn)給病人心理帶來(lái)的不良影響，使病人享受良好的家庭和社會(huì )環(huán)境這對病人的心理健康和康復均有特殊的好處。
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| 5藍牙的使用安全性問(wèn)題 |
將藍牙芯片用在醫療設備中，對其安全性要格外重視。安全問(wèn)題包括信息安全和生態(tài)安全。
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索尼在日本無(wú)線(xiàn)展覽會(huì )的現場(chǎng)進(jìn)行了Bluetooth和IEEE802.11b以及微波爐之間的相互干擾實(shí)驗。結果表明，在無(wú)干擾的情況下，數據傳送速度為500~600kb/s。一旦使用微波爐，由于干擾的出現，數據傳送速度降至300kb/s，此時(shí)再使用對應IEEE802.11b規格的無(wú)線(xiàn)LAN，由于干擾的加大，數據傳送速度下降至100~299kb/s。未來(lái)的藍牙應用環(huán)境將包括擴頻設備、跳頻設備、無(wú)線(xiàn)LAN、微波爐等。又據SIG英特爾公司在京一次會(huì )議上談到，國際SIG在各種環(huán)境中做過(guò)實(shí)驗，低功率藍牙產(chǎn)品對其他同類(lèi)產(chǎn)品干擾微乎其微，相反，其他產(chǎn)品對藍牙的干擾，可通過(guò)軟件或硬件方法解決。故信息安全問(wèn)題更多地是在軟件協(xié)議棧中加以強調，由軟件工程師去解決它。
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生態(tài)安全問(wèn)題是指當藍牙設備靠近人體時(shí)是否帶來(lái)危害，對此人們非常關(guān)心。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的深入人心輻射也成了消費者非常關(guān)心的問(wèn)題。由世界衛生組織、ＩＥＥＥ等專(zhuān)家組成的小組表示檢測中并未發(fā)現藍牙產(chǎn)品的輻射對人體有影響。藍牙的問(wèn)題主要是由于藍牙使用和微波爐一樣的頻率范圍，是否會(huì )帶來(lái)不良的后果，目前也尚無(wú)定論。一些組織認為藍牙輸出功率很小(只有1mW)，是微波爐使用功率的百萬(wàn)分之一，是移動(dòng)電話(huà)的一小部分。而在這些輸出中，也僅僅有一小部分被物體吸收，基本檢測不到溫度的增加。由于藍牙理想的連接范圍為10厘米~10米，但是通過(guò)增大發(fā)送電平可以將距離延長(cháng)至100米。因此可以根據需要進(jìn)一步減小藍牙輸出功率，縮短其連接范圍，這樣就更為安全了。
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藍牙技術(shù)是最近提出的一種小范圍信息傳輸系統，已表現出較強的生命力。當前對藍牙技術(shù)的應用主要集中于小型的移動(dòng)通信設備，而把藍牙技術(shù)應用于醫療設備中的研究尚處于起步階段，但已顯示出廣闊的前景。需要進(jìn)一步地研究。
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