根據社區智能遠程健康監護系統設計方案策略

1 引言

人口老齡化已成為當今世界的一個(gè)突出的社會(huì )問(wèn)題。據聯(lián)合國統計，2002年，全世界的老齡人口（60歲及60歲以上）總數已達6.29億，占世界人口總數的10％，到2050年，將占總人口數的21％。中國是世界上老年人口最多的國家，2004年底，中國60歲及以上老年人口已達1.43億，占總人口的10.97%。到2050年，老齡化水平將推進(jìn)到30%以上，其中，80歲及以上老年人口將占老年人口的21.78%[1]。隨著(zhù)老年期的延長(cháng)，因疾病、傷殘、衰老而失去生活能力的老年人顯著(zhù)增加，醫療保障面臨嚴峻挑戰[2]。

為了緩解人口老齡化帶來(lái)的醫療壓力，使缺乏自理能力的老年人、殘疾人更好地融入家庭生活，減輕醫護人員及其家人的護理負擔，我們提出了一種基于視頻的集護理、遠程健康監護及遠程診斷于一體的社區智能遠程健康監護系統，并對視頻遠程健康監護及遠程診斷工作過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)視頻編碼和數據網(wǎng)絡(luò )傳輸進(jìn)行研究，從而推動(dòng)社區遠程健康監護系統的研究進(jìn)展和推廣應用，緩解我國越來(lái)越嚴重的人口老齡化問(wèn)題。

2 基于視頻的社區智能遠程健康監護系統

本文介紹的基于視頻的社區智能遠程健康監護系統以智能護理床及配套的生理參數監護儀為家庭客戶(hù)端，實(shí)時(shí)檢測人體生理參數，視頻監控被監護對象的身體狀況，通過(guò)數據自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)分析監護對象的健康狀況，若出現異常情況向醫療中心報警以獲得及時(shí)救助。系統能與現有醫院的醫療信息系統實(shí)現信息交互和共享，形成一個(gè)覆蓋城市區域的醫療、護理和疾病預控網(wǎng)絡(luò )。另外，系統可以實(shí)現醫生和被監護對象之間的遠程視頻會(huì )話(huà)，讓患者在自己熟悉的家庭環(huán)境中進(jìn)行得以診治，這不但減少了患者的心理壓力，提高了診斷的準確性，還有利于病情的恢復，同時(shí)，減輕了患者因長(cháng)期住院所帶來(lái)的經(jīng)濟負擔。除了老年人，系統的主要監護對象還可以是殘疾人、術(shù)后恢復病人以及高發(fā)病人群等。

2.1 系統硬件構成

如圖1所示，社區智能遠程健康監護系統主要由家庭客戶(hù)端和社區遠程監護中心組成。家庭客戶(hù)端與社區遠程監護中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接。

圖1 基于視頻的社區智能遠程健康監護系統

家庭客戶(hù)端硬件設備由智能護理床、生理參數監護儀、一臺個(gè)人微機、一個(gè)可變焦攝像頭、一個(gè)可控萬(wàn)向云臺、一個(gè)視頻采集卡以及網(wǎng)絡(luò )接口設備組成。社區遠程監護中心硬件設備主要由監護服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò )接口設備組成。

2.2 系統的功能

該遠程智能健康監護系統主要包括對監護對象的監護、護理及遠程診斷三方面的功能。

（1）監護功能：生理參數監護儀長(cháng)期連續地檢測出監護對象的各項生理參數，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將數據傳送至遠程監護中心服務(wù)器，遠程中心服務(wù)器對數據進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析，識別出疾病的早期信號、異常情況和監護對象健康狀況的變化。本系統可實(shí)現對心電、血壓、血氧、脈搏、呼吸、體溫六項生理參數的監測。通過(guò)視頻，社區遠程監護中心可以實(shí)時(shí)觀(guān)察監護對象的身體狀況和精神狀態(tài)。

（2）護理功能：家庭客戶(hù)端所使用的智能護理床是華南理工大學(xué)機器人研究室研制的集監測和護理于一體的智能護理床?？梢愿鶕I控或聲控指令，完成幫助監護對象完成平躺、抬背、升降腿部、坐、翻身、排便等不同的體位變換，協(xié)助完成對監護對象的部分護理工作。

（3）遠程診斷：系統采用了視頻監護技術(shù)，在監護對象準許的情況下，對監護對象的身體狀況進(jìn)行遠程觀(guān)察，實(shí)時(shí)了解監護對象的身體狀況，并結合其他生理參數數據，做出遠程診斷。診斷過(guò)程中，醫生和病人可以進(jìn)行遠程交互對話(huà)，大大提高了診斷效率和準確率。為了保護個(gè)人隱私權，家庭客戶(hù)端可以控制視頻監護系統的開(kāi)關(guān)。

3 遠程視頻監護的關(guān)鍵技術(shù)

遠程視頻監護的工作流程如圖2所示，首先由客戶(hù)端攝像頭來(lái)獲取視頻信號，然后對獲取的視頻信號進(jìn)行有效的視頻編碼，編碼后的視頻通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸至社區遠程監護中心服務(wù)器，中心服務(wù)器收到視頻數據后進(jìn)行解碼，然后進(jìn)行視頻顯示。此工作過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括視頻編碼和視頻網(wǎng)絡(luò )傳輸。視頻技術(shù)應用于社區智能遠程健康監護中，可以實(shí)現醫生和病人之間的遠程交互診斷，通過(guò)視頻圖像的傳輸，醫生可以實(shí)時(shí)了解患者的病情狀況和精神狀態(tài)。但同時(shí)視頻圖像信息也給網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)了大數據量的數據傳輸的問(wèn)題，為保證系統監護的實(shí)時(shí)性，減輕網(wǎng)絡(luò )傳輸的負擔，本文采用最新數字視頻編碼國際標準H.264/AVC對視頻圖像進(jìn)行編碼，然后通過(guò)VC++編程實(shí)現了遠程監護服務(wù)器與家庭客戶(hù)端視頻數據的傳輸，接受方對壓縮的視頻圖像進(jìn)行解碼，然后在給定窗口上重現視頻圖像，從而實(shí)現社區智能遠程健康監護系統中視頻信息的實(shí)時(shí)傳輸。

圖2 遠程視頻監護工作流程