基于傳感網的遠程生理信息傳輸系統研究

張偉

（西安石油大學，陜西西安，710065）

1 研究背景

廣義遠程醫學概念是使用遠程通信技術和計算機多媒體技術提供醫學信息和服務，電子醫療數據通過信息技術從一個地方到另一個地方的傳輸。它包括遠程診斷、遠程會診和護理、遠程教育、遠程醫學信息服務等所有醫學活動。狹義遠程醫學概念是指遠程醫療，括遠程影像學、遠程會診及會議、遠程護理等醫療活動。

遠程會診中心的建設是對國務院、國家衛生計委對遠程會診的號召，切實推進國家衛生醫療事業的發展。國家積極探索醫療衛生事業的市場化運行機制，此舉是為了充分利用信息化手段，市場的平衡作用，促進優質醫療資源縱向流動。既幫助政府減少對基層的投入，又解決基層人員水平較低、無法吸引患者的問題。

當前我國各大醫院的醫療水平逐年提高，除了因為?？漆t生臨床經驗逐年豐富外，另一個很重要的原因是醫療設備的技術進步，但此類醫療設備往往價格昂貴，很難在基層醫院及邊遠地區普及，造成了醫療資源分配不均衡，基層醫療條件差等現象。另一方面，我國醫療的現狀是最為缺乏的合格醫生資源大部集中在大中型醫院，造成即使有了設備，但無人能準確診斷與使用的尷尬現狀。如何使基層醫院快速普及先進的醫療設備，同時又能提供合格準確診療，是當前基層醫療改革中的核心矛盾。

西安培華學院與陜西省第四人民醫院校企深度合作，欲在學校醫學院建設遠程醫療會診中心，解決基層醫院專業醫生缺乏，醫療條件差，病情診斷不及時等一系列問題?；鶎俞t院與其他三甲醫院的會診水平有相當大的差距，當我校遠程醫療診斷平臺建立起來之后，利用各大醫院的專家資源優勢，為基層醫院提供專業的會診服務，將能夠為基層居民提供分級醫療、雙向轉診等信息化服務。通過這些服務，廣大人民群眾在基層就能享受到與大醫院一樣的治療水平。這些資源共享服務也能夠快速提高基層全科醫生的技術水平和服務能力，使基層首診能夠真正落到實處。

2 遠程醫療系統的研究與發展現狀

遠程醫療的發展大致可分為下三個階段:第一階段(60年代初到80年代中期)的遠程醫療發展較緩慢。是伴隨著互聯網技術而逐步誕生的，客觀上分析,當時的信息技術還不夠發達,信息傳送速率較低，傳輸范圍較小,遠程醫療的開發與應用受到了通信條件軟硬件水平的制約。第二代遠程醫療(自80年代后期到90年代后期)隨著現代通信技術和互聯網技術水平的提高有了長足的發展，在醫學圖像信息遠程傳輸、遠程會診等方面取得了較大的進展。第三代遠程醫療目前正處于高速發展與普及時期,特征有以下三個:通過互聯網提供服務;提供瘦客戶端到桌面的服務；已具有成熟的商業化項目。

我國的遠程醫療起步相對較晚，但發展迅速,作為遠程醫療的核心技術的計算機技術、通訊技術、數字化醫療設備技術、醫院信息化管理技術都達到或接近了國際先進水平,與此同時這段時間的發展歷程,也積累了多種遠程醫療模式的發展經驗和教訓。中國的遠程醫療發展大概可以劃分為以下幾個階段:第一階段是借助互聯網技術通過遠程數據傳輸的手段達到遠程會診的目的，實現國內甚至國際醫院間的醫生進行案例分析與會診，解決部分疑難病例；第二階段發展標志是中國金衛醫療網絡的成立，為全國各地醫療機構提供醫療數據遠程傳輸、病例遠程會診等功能，還可利用該網絡平臺召開展遠程會議等交流活動，遠程醫療體系基本形成；第三階段是進入標準化、實用化發展的階段，基于各類互聯網與物聯網平臺開發遠程醫療服務、診斷、監控等系統，并將應用范圍由醫院擴展至普通家庭之中，大大地促進了現代醫療技術的發展。

3 遠程醫療系統的架構設計

基于物聯網的智能遠程醫療系統主要包括信息采集終端、上位機、遠程會診中心三部分。信息采集終端負責采集心電、血氧、血壓等人體生理信息參數，并提供數據通信功能；上位機提供數據還原的UI界面，為本地醫療機構提供數據處理，數據顯示、數據分析等功能；上位機通過本地服務器與互聯網連接，將數據傳輸至遠程會診中心。

圖1 遠程醫療系統架構設計圖

4 一種基于傳感網的遠程生理信息傳輸系統

4.1 研究內容

基于傳感網的遠程生理信息傳輸系統是在特定環境中建立一個無線傳感器網絡采集或者動態監測人體生理指標信息,并且將信息傳輸到監護基站設備和服務器計算機。傳感器網絡系統可以通過監護基站設備以不同的方式連接到遠程監控中心。該系統可具有便攜性、靈活性、可擴展性、低功耗等特點,可以廣泛應用于社區的遠程醫療和HHCE環境中。通過Internet網絡可以構建遠程醫療信息網,不僅有利于發達地區保健服務,也有利于貧困地區的人員獲得必要的醫療服務。在未來的工作中,將進一步開發該系統與西安培華學院遠程診斷中心對接的軟件和硬件,以提高穩定性和實用性。

4.2 技術路線

基于傳感網的遠程生理信息傳輸系統的開發應從以下六個步驟進行：第一，進行充分的市場調研與需求分析，結合西安培華學院與陜西省第四人民醫院的合作基礎及軟硬件條件構建遠程診斷中心任務目標；第二，對建設方案進行系統設計，滿足特定條件下的生理信息參數的無線傳輸，并保證與遠程診斷中心的數據對接等業務；第三，無線傳感網協議以及軟硬件系統開發，基于ZigBee協議進行生理信息參數的傳輸設計，并保證低功耗、高穩定等技術要求；第四，心電脈搏等傳感器設計，基于Tridium Niagara平臺進行心電、脈搏、血壓、血氧等傳感器的選型與配套，保證數據采集的可靠性與穩定性；第五，數據采集系統的設計，根據實驗開發板的特點，開發單片機及上位機的數據采集系統，確保終端信息采集的準確還原；第六，整合系統設計，將各個子系統進行整合，完成基于傳感網的遠程生理信息參數傳輸系統的設計。

圖2 基于傳感網的遠程生理信息傳輸系統的開發技術路線圖

5 小結

本的研究基于無線傳感器網絡的遠程生理信息（參數）采集與傳輸系統的設計與開發，是西安培華學院與北京麥迪克斯科技有限公司合作建設遠程診斷中心建設項目的子課題之一，通過開發具有便攜性、靈活性、可擴展性、低功耗等特點的生理信息采集設備，實現數據的采集、傳輸、儲存、上傳、處理等功能。該系統可運用在我校診斷中心下屬的各個基層醫院中，具有一定的商業價值。