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      智慧醫(yī)療遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

      2017-04-01 21:56:28于瑋
      關(guān)鍵詞:心電體溫

      摘要:針對(duì)社會(huì)老齡化逐步加劇的問(wèn)題,將生理傳感器與藍(lán)牙通信技術(shù)相結(jié)合,介紹了一種基于人體軀感網(wǎng)的智慧醫(yī)療遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。采用心電傳感器BMD101及溫度傳感器LM35實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生理信息,設(shè)計(jì)了帶通濾波電路,進(jìn)一步提高了測(cè)量前端的信噪比。測(cè)量結(jié)果交由藍(lán)牙模塊向配對(duì)的智能手機(jī)發(fā)送,最終通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳至遠(yuǎn)端的監(jiān)控端口。

      關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù) 心電 體溫 藍(lán)牙通信

      中圖分類號(hào):TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2016)10-0001-01

      老齡化現(xiàn)象的加劇,帶來(lái)了許多社會(huì)問(wèn)題。由于獨(dú)居老人越來(lái)越多,且往往患有各類心血管疾病,若發(fā)病時(shí)未能得到及時(shí)救助,后果不堪設(shè)想。如何實(shí)現(xiàn)獨(dú)居老人的醫(yī)療保健和安全監(jiān)護(hù)已然成為全社會(huì)共同關(guān)注的重大議題。本文介紹了一種智慧醫(yī)療遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。

      1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

      系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,考慮到實(shí)時(shí)在線檢測(cè)對(duì)低功耗的客觀需求,采用MSP430單片機(jī)為處理核心,前端生理信號(hào)的采集電路包括心電檢測(cè)和體溫檢測(cè)兩部分,生理信息經(jīng)分析處理后在液晶屏上顯示,并通過(guò)HC-05藍(lán)牙通信電路發(fā)送至手機(jī),最終從手機(jī)端經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)管中心遠(yuǎn)程傳送。

      2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

      2.1 心電檢測(cè)電路

      本系統(tǒng)采用生理采集芯片BMD101作為心電檢測(cè)的核心,其集成度較高,片內(nèi)低噪聲放大器有利于后續(xù)電路捕捉到μV級(jí)的信號(hào),再經(jīng)濾波、A/D轉(zhuǎn)換后,以串行總線的形式向單片機(jī)上傳測(cè)量數(shù)據(jù)。芯片的引腳2和引腳3分別與電極的陽(yáng)極和陰極相連。由于心電信號(hào)的頻率集中于0.05-150Hz,且經(jīng)過(guò)皮膚組織時(shí)存在衰減,容易受到電磁干擾時(shí)。因此本系統(tǒng)在電極與BMD101之間設(shè)置了一個(gè)帶通濾波電路,使得噪聲信號(hào)在進(jìn)入傳感器之前就被濾除,保證了模擬前端的信噪比。帶通濾波器的設(shè)計(jì)如圖2所示,考慮到濾波器的上下限截止頻率與心電信號(hào)帶寬之間的關(guān)系,此處下限截止與上限截止頻率分別取0.02Hz和200Hz。根據(jù)諧振頻率計(jì)算公式f0=1/2πRC,求得對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)分別為7.9s和0.8ms,取R1=3.6MΩ,C1=2.2μF,R2=400Ω,C2=2μF。

      2.2 體溫檢測(cè)電路

      體溫是醫(yī)療監(jiān)護(hù)的重要參數(shù),為了充分調(diào)動(dòng)MSP430單片機(jī)的內(nèi)部ADC資源,此處采用模擬溫度傳感器LM35,該器件在常溫常壓下能達(dá)到±1/4℃的精度。LM35可適應(yīng)多種電源供電方式,為簡(jiǎn)化電路,采用單電源供電,休眠電流在毫安級(jí)別。傳感器的輸出電壓與測(cè)量溫度在量程范圍內(nèi)保持了良好的線性度,且每當(dāng)上升1℃,輸出電壓增加10mV。

      3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

      系統(tǒng)程序流程圖如圖3所示。初始化配置完成后啟動(dòng)藍(lán)牙連接,當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)超出閾值時(shí),打開(kāi)蜂鳴器報(bào)警,直到下一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)數(shù)據(jù)正常后才將其關(guān)閉。信息在本地顯示的同時(shí)通過(guò)藍(lán)牙向手機(jī)端匯總,如果發(fā)送過(guò)程意外中斷,系統(tǒng)自動(dòng)重發(fā)。在此通訊過(guò)程中,監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中的藍(lán)牙模塊為主設(shè)備,而智能手機(jī)內(nèi)藍(lán)牙模塊為從設(shè)備。過(guò)程可描述為:主藍(lán)牙設(shè)備預(yù)先設(shè)定認(rèn)證碼并等待會(huì)話請(qǐng)求,從設(shè)備隨后通過(guò)搜索功能發(fā)現(xiàn)主設(shè)備并發(fā)起連接申請(qǐng);當(dāng)主設(shè)備確認(rèn)獲取的從設(shè)備信息有效后完成連接,否則重新配對(duì)。

      4 結(jié)語(yǔ)

      將移動(dòng)軀感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與智慧醫(yī)療領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了部分生理指標(biāo)的實(shí)時(shí)在線測(cè)量與上傳,為主治醫(yī)師對(duì)病情的進(jìn)一步分析提供了大數(shù)據(jù)支撐,拓展了醫(yī)療監(jiān)護(hù)的廣度。將智能手機(jī)作為中繼器使用,為醫(yī)療設(shè)備無(wú)線組網(wǎng)提供了新的解決方案。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便高效,有利于向居家養(yǎng)老的人群推廣。

      參考文獻(xiàn)

      [1]繆潔,徐文龍,徐冰俏.一種可穿戴式心電采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào),2015,26(3): 305-310.

      [2]薛詩(shī)靜,高帥鋒,周平.可穿戴式心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2015,30(1):6-9.

      [3]潘健勇,董齊芬,潘浩.基于無(wú)線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,40(SupⅠ):167-171.

      收稿日期:2016-09-09

      基金項(xiàng)目:2014年南通大學(xué)自然科學(xué)類科研基金一般項(xiàng)目(14Z006)

      作者簡(jiǎn)介:于瑋(1986—),男,漢族,江蘇南通人,碩士,實(shí)驗(yàn)師,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)。

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