基于无线传感器网络的远程医疗资料

国内研究现状
我国从上世纪80年代才开始远程医疗的研究，1988年解放军总医院利用远 程医疗方式与德国医院进行病例会诊。1995年成立远程医疗会诊研究室，目前已 经有包括北京协和医院在内的数十家医院加入，成功进行重症远程会诊、学术交 流及专题讲座，促进了我国远程医疗服务的快速发展，目前我国有包括清华大学、 第三军医大学、台湾长庚大学等科研单位从事远程医疗监护研究。
实验结果表明，这套基于无线传感器网络的远程医疗监护系统能够准确的运行 工作，达到了预先设计研究的目的。
研究背景与意义
医疗监护仪器目前可以分为两类，一类是指在医院内由职业医生或专业技术人 员使用的专门仪器，对病人进行生理指标的监护；另一类是在普通人员的家庭内或 者户外，在医生的指导下，由病人本人或者家属使用远程医疗监护系统对病人进行 监护，所得到的生理指标将及时传送给相关医生。
美国军方研制了一种供战时使用的人体状态监护仪（PSM, PersonnelStatus Monitor），这种微型仪器由士兵佩带，用于监护携带者的呼吸、体温、心率及其它 生理参数。
希腊有一种安装于救护车中的监护系统，通过 GSM 网络与医院的监护中心取得 联系，可随时监测患者的生理参数，以便及时获得医生指导，争取抢救时间，这一系 统已在希腊、瑞典、意大利、塞浦路斯投入使用。
❖ 主要技术：它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、通信 技术、微电子制造技术、分布式信息处理技术和软件编程 技术等。
❖ 特点：节点数量大、密度高；节点能量、计算能力和存储 容量有限；网络具有自组织能力；传感器节点具有数据融 合能力。
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ZigBee及其网络拓扑结构
ZigBee一词来源于蜜蜂 群发现花粉时通过跳zigzag形 舞蹈传递信息通知同伴，借用 蜜蜂这种“无线”传递信息的 方式，人们用ZigBee称呼一种 低功耗、低成本、近距离的无 线通信技术。ZigBee是以网络 底层IEEE802．15．4国际标准 为基础的近距离通信技术， ZigBee网络则是由可多达 65000个节点模块组成的无线 网络平台，ZigBee多应用于自 动控制和远程控制领域，特别 是传感控制应用领域。
为了使经常需要测量生理指标的人员（比如慢性病人或者老年患者等）能够在 家中在随意运动的状态下测量某些常规指标，目前国际上对远程医疗的关注越来越 强。
本文设计出一种无线医疗监护系统，利用 ZigBee 无线传输医疗传感器之间的数 据，并由现场的一个桥接协调节点转发这些数据给远程的医生值班室，减少了监护 设备与医疗传感器之间的连线，使得被监护人能够拥有较多的自由活动空间，在获 得较准确的测量指标的同时，免除病人在家庭与医院之间奔波的劳苦。需要长期监 护的病人或者不便行动的老年人可以将“病床”搬到家里，无须承受家庭和医院之 间的奔波。
目前，医院所使用的监护方法，大多使用固定的医疗监护仪，连接设备将传感 器探头连接在病人与监护设备之间进行信号的传递。复杂的设备、众多的连线，会 造成病人心理上的压力和紧张情绪，可能会影响病人身体状况，使得诊断所得到的 数据与真实情况有一定差距，给病人和医护人员都带来不便，可能会影响对病情的 正确诊断。
本文针对上述背景，主要研究了无线传感器网络在远程医疗监护中的应用问题， 并开发了基于ZigBee的医院远程医疗监护系统。课题主要完成了以下几方面的工作： （1）设计并开发了基于ZigBee和TCP/IP的远程医疗监护系统方案 （2）开发了基于AVR单片机的生理数据采集终端 （3）开发了基于ZigBee的生理参数无线传输网络 （4）开发了基于ATmega128的ZigBee-TCP/IP集群化桥接协调节点 （5）开发了基于虚拟仪器LabVIEW的网上医院服务器端监控软件
论文题目：基于无线传感器网络的远程医疗
监护系统研究
LOGO
提纲
1、摘要； 2、研究背景与意义； 3、国内外研究现状； 4、系统方案设计； 5、生理数据采集终端的设计； 6、系统桥接协调节点的设计与实现；
7、服务器端软件设计；
8、工作小结；
摘要
随着计算机技术以及通信技术的快速发展，远程医疗技术也相应有了极大提 高，其中，远程监护作为远程医疗的一个主要应用方面，越来越受到广大研究者的 重视。但远程监护同时也是一个相对薄弱的环节，国内已有的研究成果多为有线通 信，与实际应用距离尚远。同时生活水平的提升使得人们愈来愈关注自身健康状况， 应用成熟的无线传感器网络技术，发展面向个人的远程监护系统已成为迫切需要。
本项目由上海市徐汇区大华医院委托，对这种无线的远程医疗监护系统进行应 用可行性的研究，最终将在大华医院临床试用。
国内外研究现状
国外研究现状
由于受通信技术、计算机技术等支撑技术的直接影响，全球地区的远程医疗 发展并不平衡，美国和欧洲这些发达地区的远程医疗研究较为成熟，他们利用先 进发达的卫星系统优势，加大技术与资金的投入，使得远程医疗的研究较早的实 现实践应用，在整个医疗系统中取得良好的效果，日本等国家也都先后实现了远 程医疗的应用。
生理数据采集终端实现对 病人生理参数的采集和无线传 输。
桥接协调节点负责对无线 网络的管理和对生理参数的转 发。
远程网上医院服务器端的 监控软件则接收各病人的生理 参数，做出相应处理，供医生 查看以及做诊断等。
无线传感器网络
❖ 简介：无线传感器网络是由大量具有特定功能的传感器节 点通过自组织的方式，相互传递信息，协同地完成特定功 能的智能专业网络。
清华大学曾开发了采用程控电话网的家庭心电/血压远程监护系统。第四军医 大研制出一套军用的野地远程监护系统。上海大学正在研制的车载监护系统。
目前，国内的远程医疗还远远没有得到普及，利用无线网络实现远程医疗的实 例还很少。绝大多数医院还是使用传统的监护设备，大多安置在床边，不便于携带， 限制了病人的自由移动，并且传统医疗监护设备的系统扩展性比较低，成本还比较 高。
最近几年，对于无线通讯技术在医疗监护系统中的研究，特别对监护系统提出 了便于移动的要求．在传感器技术、计算机技术、网络技术和通信技术高速发展的 时代，我们发现将来远程医疗的发展方向是朝着无线、移动和便携式方向发展。
系统方案设计
系统分为三大模块：生理数 据采集终端、桥接协调节点以 及远程网上医院服务器端。