無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療中的應(yīng)用
摘要:首先簡介無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療中的應(yīng)用情況,接著對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)以及監(jiān)護節(jié)點的設(shè)計進行闡述,最后,闡述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到醫(yī)療監(jiān)護時存在的挑戰(zhàn)。
關(guān)鍵詞:傳感器節(jié)點;醫(yī)療監(jiān)護;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
0 引言
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)是一項綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等多種領(lǐng)域技術(shù)的新興技術(shù),該技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用場景。
隨著技術(shù)的發(fā)展,WSN(Wireless Sensor Network)將會在醫(yī)療實踐的許多方面產(chǎn)生深遠影響。本文主要闡述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)以及監(jiān)護節(jié)點設(shè)計的一般原則。
1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖l。在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)布置大量傳感器節(jié)點,節(jié)點間采用自組織方式進行組網(wǎng)以及利用無線通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),每個節(jié)點都具有數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)融合轉(zhuǎn)發(fā)雙重功能。節(jié)點對本身采集到的信息和其它節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)給它的信息進行初步的數(shù)據(jù)處理和信息融合之后以相鄰節(jié)點接力傳送的方式傳送到基站,然后通過基站以互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星等方式傳送給最終用戶。
節(jié)點是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能單元,具體應(yīng)用不同,節(jié)點的設(shè)計也不盡相同。傳感器節(jié)點的基本組成模塊有:傳感單元、處理單元、通信單元以及電源部分,節(jié)點的結(jié)構(gòu)見圖2。此外,根據(jù)具體應(yīng)用要求可以添加功能單元,如:定位系統(tǒng)、移動系統(tǒng)以及電源自供電系統(tǒng)等。
2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療中的應(yīng)用情況
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用其自身的優(yōu)點(如低費用、簡便、快速、實時無創(chuàng)的采集患者的各種生理參數(shù)等等),使其在醫(yī)療研究、醫(yī)院普通/ICU病房或者家庭日常監(jiān)護等領(lǐng)域中有很大的發(fā)展?jié)摿Γ悄壳把芯款I(lǐng)域的熱點。
在病人身上放置用于檢測人體參數(shù)的微型傳感器節(jié)點,可對病人的心率、血壓、心電、心音等生理參數(shù)進行遠程實時監(jiān)測,并將信息匯總傳送給監(jiān)護中心,進行及時處理與反饋;利用WSN長期收集被觀察者的人體生理數(shù)據(jù),對了解人體健康狀況以及研究人體疾病都很有幫助。此外,在藥物管理和研制新藥品、血液管理等諸多方面,也有其獨特的應(yīng)用??傊瑹o線傳感器網(wǎng)絡(luò)為未來的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)提供了更加簡便、低費用的實現(xiàn)手段。
3 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療體系結(jié)構(gòu)
基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)主要由醫(yī)療傳感器節(jié)點、醫(yī)療監(jiān)護基站(醫(yī)療SINK節(jié)點)以及社區(qū)/醫(yī)院監(jiān)護中心這幾個部分組成。其監(jiān)護體系如圖3所示。
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