基于zigbee的医学监护网络.研究

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页1绪论1．1课题背景及研究意义无线技术应用通常应用于高速的数据、音频、图像等信息的远程传输，而现在这些技术逐渐在改善医疗监护状况方面起着越来越大的作用¨。，。无线健康监护网络的迅速发展增强了病人、医生、监护人员之间的交流，同时推动了精确医疗信息的及时传递，从而减少了信息采集过程中错误的发生，并且改善了获取重要生理信息的途径。同时，在无线技术方面的进步，比如智能移动设备和可穿戴网络的发展，使得大范围、有效的医疗应用取得了进步n，。另外，基于红外或者电磁波的无线传感器逐渐应用于实时

2、的生理信号监测，生理信号包括心电(EcG)¨，、脑电(EEG)H，、血压等。医疗监护系统通常配置模式为：针对病人的本地系统和包括医生的远程系统。本地系统由便携式的测量生理信号的传感器设备和移动监测平台构成。无线通信技术用来连接传感器设备和移动监测平台¨，。目前多数研究者关注是如何最有效地将医护和患者与存储于各种数据库中的及时、关键的信息联系起来。而往往忽略了采集信息(医院床边监视器提供的重要统计或实验室设备提供的测试结果)，并将获得的数据集成到数据库中的初始过程。目前这个过程极大程度上依然依赖于人工操作。主要问题

3、在于医疗设备缺少一种直接网络接口：另一个主要问题就是缺少相关的标准通信协议。为满足医疗设备物理网络接口的需求，现在无线设备已经可以用于床旁监视、实验室自动化和移动医疗等。在各种无线技术中，基于802．11．X标准的协议为医疗应用提供了显著的优势。对生理参数的测量和监测能够及时了解身体的变化，对慢性病病人尤其重要。典型的重要生理参数有血氧、血压、脉搏、体温、心电信号等等。采集传感器数据的无线网络系统对于病人和医疗人员来说，都提供了极大的灵活性。无线应用通过无线的方式传送数据，节省了布线成本，提高了效率，缩短了应急反

4、应时间，从而产生了新颖的临床应用和后勤应用。通过外部协调器或者监测终端的协助，只要病人与网络保持连接，医疗人员其它位置也能监测到病人的情况。本文的目标是研究传感器网络在医疗领域的应用以及生理传感器网络的可行性问题。西南科技大学硕士研究生学位论文第2页1．2医疗传感网络国内外研究现状现代医疗体系主要采用一些便携式的测量仪器用于对病人的监护，常用的有：血压计、脉搏血氧计、肺量计及心率监测仪等。现代电子学技术的进展使这类仪器具有很高的准确性、可靠性和重复性，从而确保在危急时刻能够稳定工作。但是，仪器所使用的传感器通常都

5、要通过导线连接到患者身上如果想自由活动必须先将所有仪器断开，需要测量时再重新连接，局限性比较大。低功耗、低成本的无线通信技术的产生为上述问题提供了新的解决方案。无线通信设备可用内置射频(RF)连接与同一房间内的网关进行通信，而网关则与医院局域网、广域网相连，并将数据传输至中央数据终端，以便进行调控、监测或深入分析。基于IEEE802．15．x标准的无线技术，如蓝牙或低功率的ZigBee，可为医疗设备增添无线功能。2008年2月，麻省理工学院(MIT)和德州仪器(TI)公司设计了一款用于便携设备的新型节能芯片¨，，

6、其功耗还不到现有同类型芯片的1／10。由于其功耗很低，因为这款芯片可以广泛应用于手机、手提电脑和遥控器等对待机时间要求较高的设备。这款芯片功耗非常低，安装此芯片的起搏器和剂量计等可置入医疗设备就可以长期通过人体体温或运动供电，而不需要另外安装电池。在某些应用领域，比如可植入医疗设备，目标就是使设备功耗要求降至可以通过“周围环境能量"供电的水平。比如，提供体温或运动来提供所需电能。此外，这项技术适合于人体局域网(BodyAreaNetworks)或无线控制人体传感器网络(BodySensorNetwork)。中国科

7、学院计算技术研究所的研究人员提出了以多种无线通信生理指标传感器形成一种可扩展的无线传感器网络的系统结构n”。在此系统中，节点和基站设备所使用的近距离通信标准为802．15．4／ZigBee标准，同时系统中的基站设备可以采用多种接入方式进行远距离数据传输，包括直接联入Internet网络、使用GSM短消息通信方式或者通过Modem接入Internet网络。该系统可以应用于家庭以及医院病房，构成远程的家庭、社区以及医院的医疗监护系统。BASUMA(BodyAreaSystemforUbiquitousMultimed

8、iaApplications)研究项目研发出了一种多种生理信号远程监测系统⋯，，包括脉搏(pulse)、血氧(Sp02)、心电(ECG)等。西南科技大学硕±研究生学位论文第3页围卜1“BASUMA”远程监测圈“”Fig1—1RemotefileRitoringof“BASLIMA”哈佛大学电子远程通信研究室的JY．Jung，J．W．Lee设计开发了名为U-healthca