無線心電監護設備在醫院的應用

摘要：目的 目前醫院患者日益增多，為了減少了醫護人員的工作負擔，提高醫護人員工作效率和服務質量，設計了一種基于無線傳感網絡的心電監護設備。方法 采用Zigbee、嵌入式C語言和visual studio等技術進行硬件和軟件開發。結果 通過測試表明，無線心電監護系統具有傳輸距離遠、消耗功率低的特點。結論 無線心電監護系統為醫院的推廣應用提供了基礎，同時指出了該系統有待解決的問題，以及進一步研究的方向。

關鍵詞：心電監護； 醫療； 無線通信； 傳感網絡

1 引言

目前，無線傳感網絡技術已經應用于醫院的多個系統，比如遠程監控患者的康復過程、遠程醫療監控、嬰兒防盜、資產定位、心率測量等。隨著醫院住院人數的不斷增加，傳統的心電監測設備已經無法滿足患者的需求，同時也影響了醫院的服務質量。為解決這些問題，利用無線傳感網絡技術來實現心電監護是一個新的思路。無線心電監護系統將大大提高醫生和護士的工作效率和服務質量，減少人力資源的浪費，從而使患者得到更好的服務。

2 無線心電監護系統框架

無線心電監護系統的工作流程如下。該系統在一個病房放置n個心電監護傳感節點，n由一個病房的床位數決定，其中一個節點作為遠程傳輸的基站，該基站能直接同主接收單元通信。在一個病區布置k個發送傳感單元，k由病房數量和傳輸距離決定。護士站PC客戶端通過網絡與主接收單元通信，并將心電信號顯示出來。

通過上面的流程，可以看出無線心電監護系統主要有三個部分組成：傳感單元、主接收單元和PC客戶端。傳感單元包含心電監護單元（由電子傳感器、多種濾波器和信號處理電路組成）、微控制器、無線收發模塊和天線系統。該節點可通過開放的傳播信道連續不斷地傳輸心電信號。主接收單元由無線收發模塊、信號處理模塊和網絡傳輸模塊構成。PC客戶端是Dell公司的商用電腦。

3 無線心電監護系統設計

無線心電監護系統的設計主要分兩部分，硬件設計和軟件設計。

為了設計合理科學的硬件，對心臟信號的物理特性以及常規測量心電信號的原理進行了研究，并分析了心電監護儀工作原理。通過對心電原理的研究，找到了滿足所需規格基準的詳細器件，具體如下。傳感單元包括直流穩壓電源裝置（輸出電壓范圍是3.3～5V），心電監護傳感器，16位低功耗微控制器MSP430F147，無線收發模塊CC2530（可編程的輸出功率高達4.5 dBm；接收靈敏度是-97dBm）和天線系統（集成在芯片上）。無線心電監護系統理想的射頻數據傳輸速率約為250kbps。另外，主接收單元由無線收發模塊CC2530，信號處理模塊DM642，以太網收發器LXT971和直流電源組成。PC客戶端是Dell公司的商用電腦OptiPlex 3010。

軟件設計主要包括兩個部分，傳感單元和主收發單元采用嵌入式C語言設計，PC客戶端顯示軟件使用visual studio開發。

在醫院病區通過測試表明，無線心電監護系統在2.4GHz工作頻率下，發射功率為4.5dBm，數據傳輸速率為250kbps，能夠傳輸的距離可達50多米。

4 結論

無線心電監護系統樣機已經設計完成，并在多種環境下進行了測試。測試結果證明了該系統的可行性，為醫院進一步的推廣應用提供了良好的基礎。該系統具有體積小、功耗低、傳輸距離遠的優點，是構建移動醫療服務的一種新模式，對醫院信息化起到了重要的拓展和細化作用。但是一些技術問題如準確性和安全性還需進一步研究，也有待于醫管部門的評估和監管。

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