基于物聯(lián)網的遠程心血管疾病監(jiān)護系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、隨著社會經濟的發(fā)展，現代人的物質和精神生活的水平大大提高，但是隨著人們的工作節(jié)奏的驟然加快，生活習慣的無序變化，使得身體健康水平逐步惡化。尤其是在經濟發(fā)達的一線大城市中，處于亞健康狀態(tài)的人群不在少數，對心血管疾病等各種慢性病監(jiān)護的醫(yī)療需求日益增長。面對巨大的市場需求，近年來國家大力推進醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展與改革，各種新的醫(yī)療健康模式應運而生，伴隨著區(qū)域醫(yī)療改革的深入開展，通過優(yōu)化區(qū)域醫(yī)療資源的配置，創(chuàng)新醫(yī)療模式，逐漸緩解了大醫(yī)院醫(yī)療資源不

2、足的問題，這對國民的健康來說無疑是件大好事。但是，在實際應用過程中，區(qū)域化遠程醫(yī)療的發(fā)展卻并不順暢，各地在實踐中面臨著各種各樣的難題。在區(qū)域醫(yī)療發(fā)展上，往往是政府決心大，投入多，設計也很理想，但是由于社區(qū)配套不足，社區(qū)醫(yī)護人員培養(yǎng)機制乏力，社區(qū)基層醫(yī)療機構各自為營等，阻礙了社區(qū)醫(yī)療水平的提高。由此可見，在國家衛(wèi)生事業(yè)快速發(fā)展的今天，在各個方面建立起規(guī)范、穩(wěn)定、互聯(lián)互通的信息系統(tǒng)，保障醫(yī)療信息的共享，加快各級醫(yī)療機構之間的協(xié)同，是當前信息

3、化建設的關鍵。物聯(lián)網技術是一種短距離的無線通信技術，近年來在各行業(yè)都得到了快速發(fā)展。在醫(yī)療行業(yè)中，基于物聯(lián)網的遠程醫(yī)療監(jiān)護網絡技術成為了現在的研究熱點，其在醫(yī)療監(jiān)護上的應用功能與效果得到國際社會的一致好評。它利用無所不在的無線物聯(lián)網絡，能夠更好地讓醫(yī)生收集遠程人體的生理健康信息，觀察其健康狀況，并提供及時的醫(yī)療服務。
　　 本文的目的是構建一種心血管疾病專用，具有較高集成度的遠程疾病監(jiān)護系統(tǒng)的模型，對大醫(yī)院、社區(qū)醫(yī)院和家庭的心血

4、管疾病監(jiān)護進行多級協(xié)同管理，為心血管疾病提供統(tǒng)一的監(jiān)護服務。該系統(tǒng)很好的解決了信息系統(tǒng)間的兼容性問題，具有良好的互操作性和和數據共享能力，有助于最大限度降低疾病的潛在威脅，提高人民的健康生活品質。以前部分地區(qū)實施過綜合醫(yī)院與社區(qū)醫(yī)院的一體化管理，成效均不顯著，主要是因為監(jiān)測結果的有效性、實時性受到質疑，因為在傳統(tǒng)網絡環(huán)境下，醫(yī)院對外的網絡是封閉的，社區(qū)醫(yī)療信息必須經過審核、解決安全與隱私的問題后，才能提交給上級醫(yī)院。此時監(jiān)測數據由于時效

5、性差導致參考性下降，需再次進行監(jiān)測與數據錄入。通過使用本文的遠程監(jiān)護系統(tǒng)，能夠保證健康監(jiān)護的質量，醫(yī)生可以采集遠程實時數據，進行健康評價，對家庭用戶的相關生理參數以及日常生活習慣、心理狀態(tài)等實施全方位監(jiān)護。尤其對老年人可以進行心血管等慢性病的跟蹤管理，給予醫(yī)療建議和自救培訓。系統(tǒng)接入人群數量多，功能齊全，能夠做到對特殊病人的專科醫(yī)生在線解答與治療，實用性強。
　　 本文基于物聯(lián)網、醫(yī)療信息、自動化、無線通信等相關技術，搭建了家庭

6、-社區(qū)-區(qū)域醫(yī)療中心為基本架構的心血管疾病遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)。通過對系統(tǒng)流程的設計，提出了醫(yī)療協(xié)作的實現模式。對各種需要家庭監(jiān)護的老年人、慢性病患者、中青年亞健康人群的需求，以及對心血管疾病的三級管理模型在系統(tǒng)中的應用需求均做了詳細的分析。本文在總結前人工作，綜合相關方面的研究，主要完成了一下研究工作：⑴提出了基于物聯(lián)網遠程監(jiān)護系統(tǒng)架構設計。監(jiān)護的中心平臺包括數據庫、遠程健康監(jiān)護服務系統(tǒng)和通用數據交換接口。中心平臺數據庫存儲文字數據及所需

7、的其它格式監(jiān)測數據文件;遠程健康監(jiān)護服務系統(tǒng)包括管理端與監(jiān)控端，管理端可以讀取醫(yī)院HIS系統(tǒng)相關信息，進行登記、診斷、介護等服務，監(jiān)控端實時顯示社區(qū)監(jiān)護對象的監(jiān)測信息;最后的通用數據交換接口控制監(jiān)護數據的輸入與輸出，一般使用數據庫視圖或函數來實現。此平臺中，按照信息的數據流動方向，將監(jiān)護平臺按照層次化的管理，分為感知層、傳輸層和應用層。該系統(tǒng)平臺是一個開放式、標準化的應用平臺，后期可以通過擴大規(guī)模，發(fā)展成區(qū)、市、省級的區(qū)域監(jiān)護平臺。⑵在

8、異構環(huán)境下通過互聯(lián)網進行信息交換設計。以IHE、HL7為代表的的信息系統(tǒng)規(guī)范方便了異構系統(tǒng)間的信息交換。主要包括信息資源共享、支持不同終端設備的信息采集。完善上下級醫(yī)院間的協(xié)同服務，有效實現大醫(yī)院看大病，社區(qū)看小病，實現綜合性大醫(yī)院在社區(qū)醫(yī)院、家庭的影響力和凝聚力。⑶分析了射頻標簽與無線傳感網絡的融合模型，實現了系統(tǒng)在終端醫(yī)療信息采集的安全性與穩(wěn)定性。RFID的原始功能是標簽，能夠存儲少量數據，起到對病人和設備的標識功能，使醫(yī)生在實施遠

9、程監(jiān)護時無需關心患者和監(jiān)測設備的匹配情況。無線傳感網絡主要是傳感器和低功耗的無線傳輸模塊，文中分析了5種RFID與無線傳感網的融合模型設計方案:嵌入傳感器的RFID網絡、RFID與WSN混合網絡、智能標簽網絡、智能閱讀器網絡、智能標簽和智能閱讀器混合網絡。最后提出了一種改進型多模式網絡融合模型。⑷家庭健康監(jiān)護終端模型設計。融合模式下智能節(jié)點將采集到的周圍環(huán)境信息與標簽標識信息通過無線傳感網絡上傳到家庭網關，再通過3G或有線網絡傳送遠程服

10、務器。智能節(jié)點的無線射頻采用Zigbee技術，芯片為德州儀器的CC2530。在信息采集后，使用數據采集中間件進行轉換。當前各種家庭采集設備在數據格式、通信命令格式和數據傳輸接口標準上有很大差異，導致后期開發(fā)困難，使用中間件技術只需要修改相應XML文件即可將新的設備數據格式添加進來，不必對中間件程序再次修改。它通過使用標準化的資源訪問方式與格式化的檢測數據，有效實現了數據采集設備的一致訪問。
　　 本文基于物聯(lián)網的社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)是心

11、血管疾病的分級管理模式的最新應用，為實現區(qū)域醫(yī)療模式下綜合醫(yī)院院后健康隨訪與指導提供了解決方案，即與社區(qū)醫(yī)療中心協(xié)同合作的服務模式。該平臺以軟件服務模式(SaaS)作為綜合醫(yī)院與社區(qū)醫(yī)院的協(xié)同服務方式，系統(tǒng)的生理參數檢測具有穩(wěn)定可靠、靈活性強的特點，支持多種設備的參數采集，自動化運行，未來在醫(yī)療行業(yè)具有廣闊的應用前景。隨著傳感網絡技術的發(fā)展和監(jiān)護設備的進一步小型化、智能化的深入研究，特別是物聯(lián)網技術越來越廣泛的在遠程醫(yī)療監(jiān)測領域的發(fā)展，

12、一定能為我國社會經濟的發(fā)展和醫(yī)療水平的提高起到很好的支撐和促進作用。提出了面向家庭的健康監(jiān)護服務的可擴展的多層次網絡式體系結構及實現方法，探討了推進遠程健康監(jiān)護服務對醫(yī)療信息化系統(tǒng)建設的參考意義。設計了家庭終端管理終端系統(tǒng)功能與流程，以及無線傳感系統(tǒng)的硬件設計。
　　 本研究的創(chuàng)新性主要表現：①提出了物聯(lián)網環(huán)境下的社區(qū)心血管疾病監(jiān)護平臺的概念，構建并實現了家庭個人健康信息服務平臺。②詳細分析了RFID與WSN的融合模式，提出了多