基于藍牙技術的移動醫療監護系統研究
摘要： 移動醫療監護系統主要由生理參數監護 、數據發送 單元、無線數據通信單元、控制和顯示單元等組成。與建立在線纜連接基礎上的傳統監護系統相比，移動醫療監護系統最大的優勢在于數據傳輸采用無線技術。 藍牙技術具有低功耗 、低成本和安全性三大優勢，適用于醫療領域，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輪班工作時間內正常工作。同時，藍牙在標準狀態下的發射功率很低 ，對醫療儀器的干擾微 弱，也不會對人體健康產生影響。就安全性而言，藍牙具有的有限通信距離和Ad—Hoc網絡的安全特性有助于保護病人隱私，其內建驗證機制使用加
Abstract：
Key words :
1 引言
移動醫療監護系統主要由生理參數監護 、數據發送 單元、無線數據通信單元、控制和顯示單元等組成。與建立在線纜連接基礎上的傳統監護系統相比，移動醫療監護系統最大的優勢在于數據傳輸采用無線技術。 藍牙技術具有低功耗 、低成本和安全性三大優勢，適用于醫療領域，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輪班工作時間內正常工作。同時，藍牙在標準狀態下的發射功率很低 ，對醫療儀器的干擾微 弱，也不會對人體健康產生影響。就安全性而言，藍牙具有的有限通信距離和Ad—Hoc網絡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，且有進一步下降的趨勢。
2 藍牙醫療監護系統的研發實例
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性 、小型化和輕便性?？纱┐飨到y應該舒適、無創且易于使用，必 須能夠持續記錄人的生命體征 ，并通過安全可靠的無線 技術實時地傳輸監測到的數據。為此 ，NASA阿莫斯實驗 室和斯坦福大學合作開發了Life Guard系統 (見圖1)， 主要用于監測處于運動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 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
東芝公司研發的Lifeminder系統(見圖 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。可用于監測用戶的身體健康情況、運動情況以及行為活動，并可通過 PDA將監測到的數據傳輸到監護中心或遠端醫院。很多公司大學也積極投入到藍牙無線醫療監護系統研發中。比如上海大學生物醫學工程研究所研制的無線醫療監護系統，其多通道生理參數采集與收發模塊(Per.sonal)和數字醫療助理模塊 (MDA)t31之間通過藍牙技術進行數據傳輸 ，MDA與監護工作站之間的連接可通過基于 IEEE802．11的無線局域網，也可以通過專用無線網絡。很多公司研制的多導睡眠監護儀、多參數視腦電監護儀、動態腦電圖儀等均采用無線藍牙技術替傳統監護儀中監測端與顯示主機之間的線纜連接 ，使測者處于完全自然的狀態，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，藍牙技術只是一種短距離的無線數據輸 ，不能將被監護者的生理參數實時傳輸到遠程監護心，缺少實時監控的功能。第三，便攜式監護系統使PDA接收藍牙模塊發送來的監測數據，使監護系統的格過高，不利于廣泛應用。
3 基于藍牙技術的移動監護系統
針對上述不足，筆者提出一種基于藍牙技術的移醫療監護系統。利用藍牙技術實現近距離數據傳輸 ，并用 GSM短消息技術實現與監護中心的遠程無線通信。系統包括基于藍牙技術的生理參數監護儀、無線監護端及遠程監護中心，結構如圖3所示。
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。使用藍牙技術使生理參數監護儀和無線監護終端分離開，進一步減小了監護儀的體積，便于用戶隨身攜帶。無線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 ，通過藍牙模塊接收生理參數監護儀發送來的監測數據 ，可以對數據進行記錄保存和實時顯示 ，也可以通過 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實現數據的轉發和顯示 ，大大降低了監護系統的價格 ，更便于使用。遠程數據的傳輸采用 GSM無線通信技術 ，用戶可以通過 GSM短消息格式與遠程監護中心進行實時數據傳輸，也可以將無線終端保存的歷史數據上傳到遠程監護中心。由于公眾 GSM網絡在全球范圍內實現了聯網和漫游，系統建立不需再組建專用通信網絡。所以，具有實時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具有更大的優勢。GSM技術的使用實現了監護系統的遠程實時監控。
4 小結
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，實現多種生理參數的實時監測 ，利用藍牙技術實現近距離數據傳輸 ，無線監護終端實時接收數據，再通過 GSM模塊將數據傳輸到遠程醫療監護中心進行監督、信息存儲和查詢等，實現了病人隨身移動監護、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，克服了有線方式的安裝復雜、體積過大等缺點。同時，數據通信的可靠性 、實時性更好，具有一定的實用性。
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