基于藍牙技術的移動醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)研究

移動醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)主要由生理參數監(jiān)護 、數據發(fā)送 單元、無線數據通信單元、控制和顯示單元等組成。與建 立在線纜連接基礎上的傳統(tǒng)監(jiān)護系統(tǒng)相比，移動醫(yī)療監(jiān) 護系統(tǒng)最大的優(yōu)勢在于數據傳輸采用無線技術。 藍牙技術具有低功耗 、低成本和安全性三大優(yōu)勢，適 用于醫(yī)療領域【】]，具有相當低的功耗 ，可確保護理人員所 使用便攜設備在整個輪班工作時間內正常工作。同時，藍 牙在標準狀態(tài)下的發(fā)射功率很低 ，對醫(yī)療儀器的干擾微 弱，也不會對人體健康產生影響。就安全性而言，藍牙具有的有限通信距離和Ad—Hoc網絡的安全特性有助于保護 病人隱私，其內建驗證機制使用加密保證互操作安全性。 另外，藍牙芯片的成本相對較低，且有進一步下降的趨勢。

2．1 美國的Life Guard系統(tǒng)

監(jiān)測生命體征的監(jiān)護系統(tǒng)需要具備可移動性 、小型 化和輕便性。可穿戴系統(tǒng)應該舒適、無創(chuàng)且易于使用，必 須能夠持續(xù)記錄人的生命體征 ，并通過安全可靠的無線 技術實時地傳輸監(jiān)測到的數據。為此 ，NASA阿莫斯實驗 室和斯坦福大學合作開發(fā)了 L；fe Guard系統(tǒng) (見圖 1)， 主要用于監(jiān)測處于運動中的宇航員的生理參數 ，由生理 傳感器(ECG、呼吸、血氧、血壓等)、穿戴式生命體征監(jiān)測器 (crew physiologic observation device，COPD)和基 站 組成。穿戴在身上的COPD能連續(xù)記錄心電、呼吸率、心率、血氧飽和度 、體溫等生理參數。這些參數可以通過內置的藍牙模塊被傳輸到基站或存儲在 32 MB的內存里通過 RS一232串口送人電腦罔。Life Guard系統(tǒng)還可用于臨床監(jiān)護和家庭監(jiān)護。

2．2 東芝公司的 Lifeminder系統(tǒng)

東芝公司研發(fā)的 Lifeminder系統(tǒng)(見圖 2)由腕表型的穿戴傳感器模塊和PDA組成。穿戴傳感器模塊集合了加速計、脈搏計、溫度計和皮膚電反應電極以及用于和PDA通信的藍牙模塊?？捎糜诒O(jiān)測用戶的身體健康情況、運動情況以及行為活動，并可通過 PDA將監(jiān)測到的數據傳輸到監(jiān)護中心或遠端醫(yī)院。很多公司大學也積極投入到藍牙無線醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)研發(fā)中。比如上海大學生物醫(yī)學工程研究所研制的無線醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，其多通道生理參數采集與收發(fā)模塊(Per.sonal )和數字醫(yī)療助理模塊 (MDA)t31之間通過藍牙技術進行數據傳輸 ，MDA與監(jiān)護工作站之間的連接可通過基于 IEEE802．11的無線局域網，也可以通過專用無線網絡。很多公司研制的多導睡眠監(jiān)護儀、多參數視腦電監(jiān)護儀、動態(tài)腦電圖儀等均采用無線藍牙技術替?zhèn)鹘y(tǒng)監(jiān)護儀中監(jiān)測端與顯示主機之間的線纜連接 ，使測者處于完全自然的狀態(tài)，排除了因心理因素而造成檢測信息不準確。當然，這些應用中還存在一些問題。一，這些監(jiān)護系統(tǒng)體積仍然較大，所以不便于監(jiān)護人員身攜帶 ，第二，藍牙技術只是一種短距離的無線數據輸 ，不能將被監(jiān)護者的生理參數實時傳輸到遠程監(jiān)護心，缺少實時監(jiān)控的功能。第三，便攜式監(jiān)護系統(tǒng)使PDA接收藍牙模塊發(fā)送來的監(jiān)測數據，使監(jiān)護系統(tǒng)的格過高，不利于廣泛應用。

針對上述不足，筆者提出一種基于藍牙技術的移醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)。利用藍牙技術實現近距離數據傳輸 ，并用 GSM短消息技術實現與監(jiān)護中心的遠程無線通信。系統(tǒng)包括基于藍牙技術的生理參數監(jiān)護儀、無線監(jiān)護端及遠程監(jiān)護中心。

生理參數監(jiān)護儀采用模塊化設計，由插件式監(jiān)護單元及基座兩部分構成。插件式監(jiān)護單元包括心電監(jiān)護單元、血壓監(jiān)護單元、血氧監(jiān)護單元以及其它生理參數(體溫、脈搏)監(jiān)護單元等。插件式模塊具有適應性強、使用方便、體積小、功耗低等特點。使用藍牙技術使生理參數監(jiān)護儀和無線監(jiān)護終端分離開，進一步減小了監(jiān)護儀的體積，便于用戶隨身攜帶。無線監(jiān)護終端包括藍牙通信 、GSM通信 、數據記錄 、液晶顯示、電源管理等模塊 ，通過藍牙模塊接收生理參數監(jiān)護儀發(fā)送來的監(jiān)測數據 ，可以對數據進行記錄保存和實時顯示 ，也可以通過 GSM模塊傳輸到遠程監(jiān)護中心。使用 自行設計的數字記錄盒替代 PDA實現數據的轉發(fā)和顯示 ，大大降低了監(jiān)護系統(tǒng)的價格 ，更便于使用。遠程數據的傳輸采用 GSM無線通信技術 ，用戶可以通過 GSM短消息格式與遠程監(jiān)護中心進行實時數據傳輸，也可以將無線終端保存的歷史數據上傳到遠程監(jiān)護中心。由于公眾 GSM網絡在全球范圍內實現了聯(lián)網和漫游，系統(tǒng)建立不需再組建專用通信網絡。所以，具有實時傳輸數據功能的短信應用將得到迅速普及 ，并且比以往使用的遠距離數據傳輸技術具有更大的優(yōu)勢。GSM技術的使用實現了監(jiān)護系統(tǒng)的遠程實時監(jiān)控。

本文介紹了目前具有代表性的藍牙醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，分析了現有監(jiān)護系統(tǒng)的不足 ，并在此基礎上提出了一種新的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，采用插件式監(jiān)護方式，實現多種生理參數的實時監(jiān)測 ，利用藍牙技術實現近距離數據傳輸 ，無線監(jiān)護終端實時接收數據，再通過 GSM模塊將數據傳輸到遠程醫(yī)療監(jiān)護中心進行監(jiān)督、信息存儲和查詢等，實現了病人隨身移動監(jiān)護、近距離集中監(jiān)護以及遠程醫(yī)療監(jiān)護。各組成硬件便于模塊化設計，克服了有線方式的安裝復雜、體積過大等缺點。同時，數據通信的可靠性 、實時性更好，具有一定的實用性。

[1】SALTESTEIN B，KRAEMER J．藍牙技術在醫(yī)療上的應用——可遠程、安全、輕松地收集和存取病人數據[J】．電子產品世界，2OO50 0)：64—65．

[2】MUNDT C W，M0NTG0MERY K N，UDOH U E．A multi-pa-rameter wearable physiologicmonitoring system for space and terrestrial印plications[J]．IEEE Transactions of Information Technology in Biom-edieine，2005，9(3)：382—391． 【3】蔣皆恢，嚴壯志，施?。嫦?BOP的數字醫(yī)療助理設計[J]．中國醫(yī)療器械雜志 ，2006，30(3)：320—322．

王彩峰(1980-)。女。碩士生。主研無線通信技術及在醫(yī)療儀器中的應用；

劉知貴(1966-)．博士．教授 。主要從事自動控制理論、計算機技術及其他用研究；

彭桂力(198l_)．碩士生。主研生物醫(yī)學的生理儀器儀表的開發(fā)和研制 ；

李 媾(1982-)。女。碩士生。主研生物醫(yī)學的生理儀器儀表的開發(fā)和研制。