基于物聯網的遠程醫療監護系統研究

江 夢

基于物聯網的遠程醫療監護系統研究

江 夢

（華北計算技術研究所，北京 100083）

現今人口老齡化加速、慢性非傳染性疾病肆虐使得傳統醫療資源日益緊缺而費用卻節節攀升，人們的醫療需求無法得到充分滿足。遠程醫療監控技術可以有效解決這一問題，本文主要研究在實時采集和處理涉及心腦血管疾病誘導因子的各種關鍵生理參數后，基于藍牙技術和GPRS技術進行遠程醫療監護的可行性和總體實現方案。

物聯網；遠程醫療；GPRS；藍牙

0 引言

科學技術的突飛猛進和不斷發展促進了人們生活質量和健康水平的日益提高，同時伴隨而來的全球性的人口老齡化現象也愈來愈嚴重。老年人因為大多身患各種不同程度的慢性疾病，慢性疾病的生理特征表現具有明顯的隨機性和偶發性，需要進行長期的生理監測和藥物治療，加之當前我國城市化進程中家庭小型化、空巢家庭和獨居老人的趨勢增加明顯[1]，勢必會導致社會公眾對醫療需求的急速增長和護理費用的急劇攀升，政府公共衛生開支在僅以醫院為中心的傳統醫療模式下已逐漸不堪重負。因此，具備高質量和長期醫療護理功能的遠程醫療逐漸成為全社會關注的焦點。

遠程醫療監護系統不受時空限制，可以實現醫患之間實時隔空交流，省時省力經濟便捷。對患者的重要生理參數實施遠程監護，能提供其第一手的身體健康信息輔助醫護人員進行診斷治療，一旦出現突發情況時患者能及時預警就醫。對難以自理的老年人和行動不便的殘疾人的日常生活狀態實施遠程監護，能夠在家中及隨意運動的狀態下測量某些生理指標，可以評估監護對象的獨立生活能力和健康狀況。對正常群體的健康狀況進行遠程監護，在疾病潛伏期通過重要生理參數的異常變化就可以提早發現疾病癥狀，從而達到預防疾病和醫療保健的目的。總之，發展遠程醫療監護技術對促進我國醫療衛生事業現代化具有重大的現實意義。

1 遠程醫療概述

1.1遠程醫療概念

遠程醫療是近些年隨著互聯網逐漸發展和成熟起來后在醫學治療方面出現的熱名詞。沒有人能夠具體地給遠程醫療技術下一個明確的定義，但是遠程醫療確實是在計算機技術，通信技術和多媒體技術以及傳感技術等多種技術相融合下的一種再利用。因為遠程醫療技術依賴于網絡的發展，是以網絡為載體進行傳播的，所以只要有網絡的地方就可以實現遠程醫療的問診，不受時間和地域的限制。這些也就是我們通常在廣義上理解和熟悉的遠程醫療技術，專業點說就是通過網絡傳輸將信息和畫面進行傳輸和再現的過程，縮短了傳統的地域時空，同樣實現了診療效果[2]。我國傳統的遠程醫療診斷技術是比較初級的一種診斷技術，只是通過計算機網絡技術實現遠程的問診，不能達到全面的檢測和治療。但是隨著現代互聯網技術的發展，現在網絡運行速度比較快，使得多媒體的畫面和文字傳送非常流暢，可以及時有效地進行檢測和問診治療。

1.2遠程醫療研究現狀

遠程醫療技術在國內研究現狀和運用最早起源于美國等一些經濟和醫療技術都比較發達的國家，隨著我國經濟水平的發展，醫療技術的進步，還有互聯網的發展和成熟，直到20世紀末遠程醫療技術才在我國軍事發展上得以嶄露頭角。2001年8月的時候我國醫學界遠程醫療診治技術獲得了一次重大突破，北京航大大學機器人研究所聯合海軍總醫院兩家合作開發的遠程醫療機器人完成了一項嚴密精細且難度很高的腦外科手術。此外2003年沈陽中心醫院還使用互聯網對遠程患者做了心電圖以及各項常規檢查，完成互動手術，最終效果非常好[3]。以上兩個遠程醫療診治案例標志著我國遠程醫療診治水平邁上了新臺階。

近年來物聯網技術成為新的熱點后，學者們開始研究使用基于物聯網的傳感器網絡構建遠程醫療系統，例如謝昕提出通過藍牙技術實現智能手機與監護終端之間的無線通信，改正了以往手動填寫和錄入的點，使得采集到的數據更加真實有效[4]。此外，由于穿戴式醫療設備能夠檢測和處理生理信號、提取信號特征及傳輸數據，專家嘗試將其融入遠程監護系統中替代傳統的植入型儀器來進行醫療診斷和監測，具有無創、無束縛等優點[5]。

2 遠程醫療監護系統總體方案

2.1總體架構

本文在調研了現有遠程醫療相關技術和產品的基礎上，提出了一種新的遠程醫療監護系統總體方案。患者佩戴可穿戴式的智能監護終端，在智能手機平臺上搭建基于藍牙技術的人機交互軟件進行移動監護，同時在醫院或急救中心建立的基于GPRS技術的遠程監護中心，其中藍牙負責短距離通信使智能監護終端連接至移動監護平臺，移動監護平臺利用 GPRS 技術實現無線通信連接到遠程監護中心，這樣完成了整個監護系統三個子系統功能模塊之間的通信。詳細架構如下圖所示。

圖1 遠程監護系統總體架構Fig.1 Overall architecture of the remote monitoring system

2.2各子系統功能

（1）智能監護終端使用現存所研發的可穿戴式生物醫療儀器[6]，通過多生理參數檢測技術來控制各種醫療傳感器的數據采集，根據配置要求實現人體多生理信號獲取、前段分析與處理、數據通信等功能，并將采集到的原始生理數據通過移動監護平臺發送至遠程監護中心進行分析處理。穿戴式生物醫療儀器[7-10]往往內嵌有藍牙通信模塊，通過藍牙技術把生理信息數據無線傳輸到作為移動監護平臺的智能手機并在手機端顯示和存儲，或經智能手機間接聯入蜂窩網或因特網從而連接到醫療中心遠端服務器上。

（2）移動監護平臺是基于藍牙技術構建在智能手機上，由于智能手機由病人經常性的隨身攜帶以便于平臺進行實時監控。客戶端之所以能夠實現其監護功能主要是利用藍牙技術，通過智能手機進行調查，放棄手動填寫和錄入，可以讓數據采集采集更加準確。依靠智能手機系統平臺開發出來的醫療監控軟件，基本上完成了系統 UI、功能模塊的設計、開發及部署等工作，有效處理了遠程醫療監控中所遇到的問題。通過智能手機平臺動態設置配置信息（包括采樣通道、采樣率、串口波特率、數據格式等）完成信號采集和傳輸系統，可以提高移動監護系統的靈活性。

（3）遠程監護中心是基于GPRS，建立在醫院或急救中心以便滿足其本身的監護需要。該監控中心需要搭建專有的服務器，用來提供網絡連接傳輸、數據的處理存儲、并且對病人的監控情況和生命特征信息進行實時地接收和顯示，另外患者的生命特征數據還可以全部記錄到系統中，有利于醫生對患者的病情進行分析和診斷。因此，這個服務器的主要功能要包括實時通信、信息管理、網絡控制等。利用智能手機的遠程監控功能，用戶也可以對實時數據進行傳輸，如果病情異常還可以進行及時地報警，并能將手機上監測到的數據向遠程監控中心進行實時傳送，以便中心及時保存數據。這些數據的形成和保存，有利于值班醫生根據實際情況對患者采取相應的救治和會診，大大的對患者的生命提供了保障。

3 結論

隨著人口老齡化趨勢明顯及高血壓、心腦血管等慢性疾病增多，傳統醫療資源日益緊缺的同時醫療費用居高不下，民眾的就醫需求無法得到充分滿足。遠程醫療技術可以大大降低住院率，減輕醫院等中心醫療機構的醫護人員負擔，對于構建低成本、高效率的新型醫療系統有重大意義。此外信息技術的飛速發展以及國家對醫療器械技術創新扶持力度的加大，也推動著遠程醫療監護技術的進入蓬勃發展時期。

本文研究分析了現有的遠程醫療相關技術，并提出了一種基于物聯網技術的遠程醫療監護系統總體方案，該系統可以降低成本、易于維護、有良好的擴展性和可移植性，特有的預警功能和遠程監護功能令醫院、個人、家庭、社區有機聯系起來，促使現代遠程醫療向及時化、智能化方向發展。

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Research on a Telemedicine Monitoring Dystem Based on Internet of Things

JIANG Meng
(North China Institute of Computing Technology, Beijing 100083, China)

Nowadays, the social population presents an aging trend, and non-infectious chronic diseases are gradually increasing. Remote medical monitoring technologies can effectively reduce the number of inpatients and optimize the allocation of medical resources. This article focus on the vital physiological parameters acquisition and processing in real time, and all of these parameters are the risk factors of cardiovascular diseases. Afterwards, the author investigated on the feasibility and general implementation scheme of telemedicine monitoring based on Bluetooth technology and GPRS technology.

Internet of things; Telemedicine; GPRS; Bluetooth Android system

TP311.52

: A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.02.028

江夢(1992-)，女，碩士研究生，計算機應用技術。

本文著錄格式：江夢. 基于物聯網的遠程醫療監護系統研究[J]. 軟件，2017，38（2）：136-138