無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在醫療中的應用
摘要:首先簡(jiǎn)介無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的體系結構以及無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在醫療中的應用情況,接著(zhù)對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )醫療監護系統的體系結構以及監護節點(diǎn)的設計進(jìn)行闡述,最后,闡述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )應用到醫療監護時(shí)存在的挑戰。
關(guān)鍵詞:傳感器節點(diǎn);醫療監護;無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )
0 引言
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(Wireless Sensor Network)是一項綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現代網(wǎng)絡(luò )及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等多種領(lǐng)域技術(shù)的新興技術(shù),該技術(shù)具有廣泛的應用場(chǎng)景。
隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,WSN(Wireless Sensor Network)將會(huì )在醫療實(shí)踐的許多方面產(chǎn)生深遠影響。本文主要闡述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )醫療監護系統的體系結構以及監護節點(diǎn)設計的一般原則。
1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的體系結構
典型的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )結構如圖l。在監測區域內布置大量傳感器節點(diǎn),節點(diǎn)間采用自組織方式進(jìn)行組網(wǎng)以及利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)進(jìn)行數據轉發(fā),每個(gè)節點(diǎn)都具有數據采集與數據融合轉發(fā)雙重功能。節點(diǎn)對本身采集到的信息和其它節點(diǎn)轉發(fā)給它的信息進(jìn)行初步的數據處理和信息融合之后以相鄰節點(diǎn)接力傳送的方式傳送到基站,然后通過(guò)基站以互聯(lián)網(wǎng)、衛星等方式傳送給最終用戶(hù)。
節點(diǎn)是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的基本功能單元,具體應用不同,節點(diǎn)的設計也不盡相同。傳感器節點(diǎn)的基本組成模塊有:傳感單元、處理單元、通信單元以及電源部分,節點(diǎn)的結構見(jiàn)圖2。此外,根據具體應用要求可以添加功能單元,如:定位系統、移動(dòng)系統以及電源自供電系統等。
2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在醫療中的應用情況
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )利用其自身的優(yōu)點(diǎn)(如低費用、簡(jiǎn)便、快速、實(shí)時(shí)無(wú)創(chuàng )的采集患者的各種生理參數等等),使其在醫療研究、醫院普通/ICU病房或者家庭日常監護等領(lǐng)域中有很大的發(fā)展潛力,是目前研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
在病人身上放置用于檢測人體參數的微型傳感器節點(diǎn),可對病人的心率、血壓、心電、心音等生理參數進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監測,并將信息匯總傳送給監護中心,進(jìn)行及時(shí)處理與反饋;利用WSN長(cháng)期收集被觀(guān)察者的人體生理數據,對了解人體健康狀況以及研究人體疾病都很有幫助。此外,在藥物管理和研制新藥品、血液管理等諸多方面,也有其獨特的應用??傊?,無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )為未來(lái)的遠程醫療監護系統提供了更加簡(jiǎn)便、低費用的實(shí)現手段。
3 基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的醫療體系結構
基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的醫療監護系統主要由醫療傳感器節點(diǎn)、醫療監護基站(醫療SINK節點(diǎn))以及社區/醫院監護中心這幾個(gè)部分組成。其監護體系如圖3所示。
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