基于藍牙技術(shù)的移動(dòng)醫療監護系統研究

移動(dòng)醫療監護系統主要由生理參數監護 、數據發(fā)送 單元、無(wú)線(xiàn)數據通信單元、控制和顯示單元等組成。與建 立在線(xiàn)纜連接基礎上的傳統監護系統相比，移動(dòng)醫療監 護系統最大的優(yōu)勢在于數據傳輸采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)。 藍牙技術(shù)具有低功耗 、低成本和安全性三大優(yōu)勢，適 用于醫療領(lǐng)域【】]，具有相當低的功耗 ，可確保護理人員所 使用便攜設備在整個(gè)輪班工作時(shí)間內正常工作。同時(shí)，藍 牙在標準狀態(tài)下的發(fā)射功率很低 ，對醫療儀器的干擾微 弱，也不會(huì )對人體健康產(chǎn)生影響。就安全性而言，藍牙具有的有限通信距離和Ad—Hoc網(wǎng)絡(luò )的安全特性有助于保護 病人隱私，其內建驗證機制使用加密保證互操作安全性。 另外，藍牙芯片的成本相對較低，且有進(jìn)一步下降的趨勢。

2．1 美國的Life Guard系統

監測生命體征的監護系統需要具備可移動(dòng)性 、小型 化和輕便性?？纱┐飨到y應該舒適、無(wú)創(chuàng )且易于使用，必 須能夠持續記錄人的生命體征 ，并通過(guò)安全可靠的無(wú)線(xiàn) 技術(shù)實(shí)時(shí)地傳輸監測到的數據。為此 ，NASA阿莫斯實(shí)驗 室和斯坦福大學(xué)合作開(kāi)發(fā)了 L；fe Guard系統 (見(jiàn)圖 1)， 主要用于監測處于運動(dòng)中的宇航員的生理參數 ，由生理 傳感器(ECG、呼吸、血氧、血壓等)、穿戴式生命體征監測器 (crew physiologic observation device，COPD)和基 站 組成。穿戴在身上的COPD能連續記錄心電、呼吸率、心率、血氧飽和度 、體溫等生理參數。這些參數可以通過(guò)內置的藍牙模塊被傳輸到基站或存儲在 32 MB的內存里通過(guò) RS一232串口送人電腦罔。Life Guard系統還可用于臨床監護和家庭監護。

2．2 東芝公司的 Lifeminder系統

東芝公司研發(fā)的 Lifeminder系統(見(jiàn)圖 2)由腕表型的穿戴傳感器模塊和PDA組成。穿戴傳感器模塊集合了加速計、脈搏計、溫度計和皮膚電反應電極以及用于和PDA通信的藍牙模塊?？捎糜诒O測用戶(hù)的身體健康情況、運動(dòng)情況以及行為活動(dòng)，并可通過(guò) PDA將監測到的數據傳輸到監護中心或遠端醫院。很多公司大學(xué)也積極投入到藍牙無(wú)線(xiàn)醫療監護系統研發(fā)中。比如上海大學(xué)生物醫學(xué)工程研究所研制的無(wú)線(xiàn)醫療監護系統，其多通道生理參數采集與收發(fā)模塊(Per.sonal )和數字醫療助理模塊 (MDA)t31之間通過(guò)藍牙技術(shù)進(jìn)行數據傳輸 ，MDA與監護工作站之間的連接可通過(guò)基于 IEEE802．11的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，也可以通過(guò)專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。很多公司研制的多導睡眠監護儀、多參數視腦電監護儀、動(dòng)態(tài)腦電圖儀等均采用無(wú)線(xiàn)藍牙技術(shù)替傳統監護儀中監測端與顯示主機之間的線(xiàn)纜連接 ，使測者處于完全自然的狀態(tài)，排除了因心理因素而造成檢測信息不準確。當然，這些應用中還存在一些問(wèn)題。一，這些監護系統體積仍然較大，所以不便于監護人員身攜帶 ，第二，藍牙技術(shù)只是一種短距離的無(wú)線(xiàn)數據輸 ，不能將被監護者的生理參數實(shí)時(shí)傳輸到遠程監護心，缺少實(shí)時(shí)監控的功能。第三，便攜式監護系統使PDA接收藍牙模塊發(fā)送來(lái)的監測數據，使監護系統的格過(guò)高，不利于廣泛應用。

針對上述不足，筆者提出一種基于藍牙技術(shù)的移醫療監護系統。利用藍牙技術(shù)實(shí)現近距離數據傳輸 ，并用 GSM短消息技術(shù)實(shí)現與監護中心的遠程無(wú)線(xiàn)通信。系統包括基于藍牙技術(shù)的生理參數監護儀、無(wú)線(xiàn)監護端及遠程監護中心。

生理參數監護儀采用模塊化設計，由插件式監護單元及基座兩部分構成。插件式監護單元包括心電監護單元、血壓監護單元、血氧監護單元以及其它生理參數(體溫、脈搏)監護單元等。插件式模塊具有適應性強、使用方便、體積小、功耗低等特點(diǎn)。使用藍牙技術(shù)使生理參數監護儀和無(wú)線(xiàn)監護終端分離開(kāi)，進(jìn)一步減小了監護儀的體積，便于用戶(hù)隨身攜帶。無(wú)線(xiàn)監護終端包括藍牙通信 、GSM通信 、數據記錄 、液晶顯示、電源管理等模塊 ，通過(guò)藍牙模塊接收生理參數監護儀發(fā)送來(lái)的監測數據 ，可以對數據進(jìn)行記錄保存和實(shí)時(shí)顯示 ，也可以通過(guò) GSM模塊傳輸到遠程監護中心。使用 自行設計的數字記錄盒替代 PDA實(shí)現數據的轉發(fā)和顯示 ，大大降低了監護系統的價(jià)格 ，更便于使用。遠程數據的傳輸采用 GSM無(wú)線(xiàn)通信技術(shù) ，用戶(hù)可以通過(guò) GSM短消息格式與遠程監護中心進(jìn)行實(shí)時(shí)數據傳輸，也可以將無(wú)線(xiàn)終端保存的歷史數據上傳到遠程監護中心。由于公眾 GSM網(wǎng)絡(luò )在全球范圍內實(shí)現了聯(lián)網(wǎng)和漫游，系統建立不需再組建專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò )。所以，具有實(shí)時(shí)傳輸數據功能的短信應用將得到迅速普及 ，并且比以往使用的遠距離數據傳輸技術(shù)具有更大的優(yōu)勢。GSM技術(shù)的使用實(shí)現了監護系統的遠程實(shí)時(shí)監控。

本文介紹了目前具有代表性的藍牙醫療監護系統，分析了現有監護系統的不足 ，并在此基礎上提出了一種新的醫療監護系統，采用插件式監護方式，實(shí)現多種生理參數的實(shí)時(shí)監測 ，利用藍牙技術(shù)實(shí)現近距離數據傳輸 ，無(wú)線(xiàn)監護終端實(shí)時(shí)接收數據，再通過(guò) GSM模塊將數據傳輸到遠程醫療監護中心進(jìn)行監督、信息存儲和查詢(xún)等，實(shí)現了病人隨身移動(dòng)監護、近距離集中監護以及遠程醫療監護。各組成硬件便于模塊化設計，克服了有線(xiàn)方式的安裝復雜、體積過(guò)大等缺點(diǎn)。同時(shí)，數據通信的可靠性 、實(shí)時(shí)性更好，具有一定的實(shí)用性。

[1】SALTESTEIN B，KRAEMER J．藍牙技術(shù)在醫療上的應用——可遠程、安全、輕松地收集和存取病人數據[J】．電子產(chǎn)品世界，2OO50 0)：64—65．

[2】MUNDT C W，M0NTG0MERY K N，UDOH U E．A multi-pa-rameter wearable physiologicmonitoring system for space and terrestrial印plications[J]．IEEE Transactions of Information Technology in Biom-edieine，2005，9(3)：382—391． 【3】蔣皆恢，嚴壯志，施?。嫦?BOP的數字醫療助理設計[J]．中國醫療器械雜志 ，2006，30(3)：320—322．

王彩峰(1980-)。女。碩士生。主研無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)及在醫療儀器中的應用；

劉知貴(1966-)．博士．教授 。主要從事自動(dòng)控制理論、計算機技術(shù)及其他用研究；

彭桂力(198l_)．碩士生。主研生物醫學(xué)的生理儀器儀表的開(kāi)發(fā)和研制 ；

李 媾(1982-)。女。碩士生。主研生物醫學(xué)的生理儀器儀表的開(kāi)發(fā)和研制。