基于TD-SCDMA的移動遠程醫(yī)療系統(tǒng)設計

周 融

海南醫(yī)學院，海南海口 571199

0 引言

遠程醫(yī)療[1]作為一種對傳統(tǒng)醫(yī)療方式的補充和延伸，已經(jīng)越來越被重視與接受。現(xiàn)階段我國遠程醫(yī)療方案主要還是基于有線網(wǎng)絡，主要有三種[2]：一是基于衛(wèi)星通訊、A T M網(wǎng)絡技術相結合，使用大量專業(yè)設備，提供一套完整的、高質量的遠程醫(yī)療會診方案；二是基于ISDN、Frame Relay等專用網(wǎng)絡載體，使用多媒體視訊產(chǎn)品，構成遠程醫(yī)療會診方案；三是基于電話線（PSTN）的多媒體遠程醫(yī)療會診方案。受傳統(tǒng)遠程醫(yī)療方案的前期投入大、時間、空間等多種因素的限制，使得傳統(tǒng)的遠程醫(yī)療技術很難普及，但隨著社會的不斷發(fā)展，人類對自身的健康越來越重視，現(xiàn)在有的醫(yī)療資源及傳統(tǒng)的醫(yī)療方式已無法滿足人們的保健需求，且這種供需矛盾也日漸突出。為了解決這一矛盾，本文以TD-SCDMA為通信網(wǎng)絡，設計了基于TD-SCDMA網(wǎng)絡的無線遠程醫(yī)療系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)的框架結構和功能模塊，以及主要功能的實現(xiàn)方法及關鍵技術。

1 TD-SCDMA技術

TD-SCDMA[3]為中國提出集CDMA、TDMA、EDMA優(yōu)勢于一體、系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強的第三代移動通信技術，其網(wǎng)絡結構如圖1所示。它采用了智能天線、聯(lián)合檢測、上行同步、接力切換、動態(tài)信道分配、功率控制等關鍵技術[4]，充分保證移動用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝А⒖煽啃浴Ｔ趥鬏斔俾史矫妫^GSM網(wǎng)絡的GPRS有了明顯提升，如圖2所示：

圖1 TD-SCDMA網(wǎng)絡結構

圖2 GSM與TD-SCDMA傳輸速率比較

由于TD-SCDMA較之前的無線傳輸網(wǎng)絡，在承載速率方面有了明顯的的提升，可以實現(xiàn)高清晰、大容量圖片、視頻的實時傳輸，極大的提升了遠端會診專家了解病情、給予診斷方案的及時性、可靠性。

2 基于TD-SCDMA網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療系統(tǒng)設計

2.1 遠程醫(yī)療系統(tǒng)總體結構及組成

本文設計的移動遠程醫(yī)療系統(tǒng)從應用功能層面主要包括兩部分：一部分為醫(yī)療信息查詢及預訂；另一部分為醫(yī)療信息采集及實時顯示，如圖3所示：

圖3 移動遠程醫(yī)療系統(tǒng)應用層面組成

應用功能的兩個部分主要實現(xiàn)了兩個功能：一個是查詢功能、另一個是實時診斷功能。

從系統(tǒng)結構層面主要包括三部分：移動終端、TD-SCDMA網(wǎng)絡、醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，其系統(tǒng)結構如圖4所示：

圖4 移動遠程醫(yī)療系統(tǒng)結構組成

移動終端負責生理信號的采集、本地存儲和無線傳輸，并且能在本地移動終端顯示其生理信息。TD-SCDMA網(wǎng)絡負責移動終端與遠端的醫(yī)院醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心之間上行和下行數(shù)據(jù)無線側承載傳輸；遠端的醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心對用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行判決，區(qū)分是查詢還是診斷，并根據(jù)其不同進行不同的處理，并能對病人的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)庫存儲，以作為以后的參考資料。

2.2 系統(tǒng)功能設計

遠程移動醫(yī)療系統(tǒng)由兩大部分組成：遠程醫(yī)療信息查詢部分和遠程醫(yī)療診斷部分，醫(yī)療信息查詢主要實現(xiàn)用戶對感興趣的相關醫(yī)療信息的查詢、以往就診情況的查詢以及醫(yī)療知識的電子訂閱；醫(yī)療診斷部分主要實現(xiàn)對當前病情的移動遠程診斷。

2.2.1遠程醫(yī)療信息查詢

醫(yī)療信息查詢系統(tǒng)主要分為兩部分，一部分是運行在移動終端的客戶端應用程序；一部分是運行在遠端的醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，在醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心運行一子系統(tǒng)-醫(yī)療信息查詢預訂系統(tǒng)，其功能原理及流程如下圖所示：

1）客戶端應用程序

客戶端應用程序運行于移動終端上，該應用程序通過TDSCDMA網(wǎng)絡連接到醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，可實現(xiàn)醫(yī)療信息的查詢和預訂。通過醫(yī)療信息查詢，用戶輸入相關生理指標或者特征進行查詢是，系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的信息能過提供合理診療建議信息。同時如果用戶之前在系統(tǒng)中建立了醫(yī)療檔案，用戶還可以查詢以前的醫(yī)療就在情況，以便為現(xiàn)有病情針對做參考。

2）醫(yī)療信息查詢系統(tǒng)

該系統(tǒng)運行于醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，是醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心的一個子系統(tǒng)，可實現(xiàn)客戶端應用程序相關查詢應用的數(shù)據(jù)處理及收發(fā)。

3）醫(yī)療信息預訂系統(tǒng)

該系統(tǒng)運行于醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心，是醫(yī)療信息系統(tǒng)控制中心的一個子系統(tǒng)，可實現(xiàn)客戶端應用程序相關預訂應用的數(shù)據(jù)處理及收發(fā)，如醫(yī)療健康知識預訂、醫(yī)療系統(tǒng)關聯(lián)醫(yī)院的移動掛號。

2.2.2 遠程醫(yī)療診斷

1）移動終端

（1）數(shù)據(jù)采集模塊

該功能模塊為移動終端的一個功能子模塊，實現(xiàn)現(xiàn)場用戶生理信息的采集和現(xiàn)場圖片、視頻畫面采集，如體溫、血壓、用戶現(xiàn)場損尚的實時情況。

（2）數(shù)據(jù)處理模塊

為了適應在TD-SCDMA無線網(wǎng)絡上傳輸，對數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)進行邊編解碼處理，同時對接收過來的遠端專家診斷的信息或視頻畫面進行編解碼。

（3）數(shù)據(jù)顯示模塊

移動終端除了把采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h端的會診專家那外，還把采集的信息在移動終端顯示屏上顯示，以便用戶也能實時了解自身的生理狀態(tài)，即在移動終端的顯示模塊實現(xiàn)兩部分功能，一是本端的采集信息的顯示、一是遠端會診情況的本端顯示。

（4）數(shù)據(jù)收發(fā)模塊

數(shù)據(jù)收發(fā)模塊主要實現(xiàn)的是與TD-SCDMA無線網(wǎng)絡的空中接口功能，以便實現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)在空口中的正確傳輸。該模塊采用點對點的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程無線傳輸。模塊以TDSCDMA通信技術和單片機技術為核心，自動完成移動終端及會診醫(yī)師之間數(shù)據(jù)的傳輸。

2）診斷系統(tǒng)

（1）信息收集判決模塊

當系統(tǒng)接收到遠端發(fā)送來的請求消息后，系統(tǒng)對請求信息進行解析后進行判斷，找出系統(tǒng)中關聯(lián)會診醫(yī)師的空閑情況，并根據(jù)遠端用戶的會診類別進行聯(lián)合判決，確定合適的會診醫(yī)生后送調度模塊處理。

（2）信息調度模塊

調度模塊收到判決模塊送來的信息后，與對應的會診醫(yī)生建立連接請求，當會診醫(yī)生同意建立連接后，信息調度模塊響應遠端用戶的連接請求。至此，在物理跟邏輯上遠端用戶與會診醫(yī)生之間建立連接。

（3）數(shù)據(jù)處理模塊

為了適應在TD-SCDMA無線網(wǎng)絡及在Internet上傳輸，對無線網(wǎng)絡傳輸過來的數(shù)據(jù)進行處理，便于分發(fā)到各子模塊，同時對專家診斷的信息或視頻畫面進行處理。

（4）數(shù)據(jù)收發(fā)模塊

該模塊根據(jù)信息調度模塊信息，對數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊處理的數(shù)據(jù)進行分發(fā)到各會診醫(yī)生子系統(tǒng)，并接收會診醫(yī)生子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到Internet上。

3 結論

本文設計了一個基于TD-SCDMA無線網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)醫(yī)療信息的查詢、預訂，以及移動遠程醫(yī)療的診斷。由于TD-SCDMA網(wǎng)絡系統(tǒng)在安全性、穩(wěn)定性、承載速率的優(yōu)勢，使得該系統(tǒng)極大的改善了現(xiàn)有遠程醫(yī)療系統(tǒng)在移動性、實時性方面的不足。

[1]劉翔，朱士俊，李信春.我國遠程醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀、難點和對策分析[J].中國醫(yī)院，2004，8(6)：8-11.

[2]王虹.3G時代遠程醫(yī)療的關鍵技術[J].中國醫(yī)院，2010，14(7)：47-49.

[3]http://baike.baidu.com/view/9800.htm?subLemmaId=9800&fromenter=td%A3%ADscdma.

[4]楊巍，李淼，張建，胡澤林，李靜.基于TD-SCDMA的農田信息遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計.儀表技術，2010(6).