基于物联网的远程医疗监护系统研究

江 梦

基于物联网的远程医疗监护系统研究

江 梦

（华北计算技术研究所，北京 100083）

现今人口老龄化加速、慢性非传染性疾病肆虐使得传统医疗资源日益紧缺而费用却节节攀升，人们的医疗需求无法得到充分满足。远程医疗监控技术可以有效解决这一问题，本文主要研究在实时采集和处理涉及心脑血管疾病诱导因子的各种关键生理参数后，基于蓝牙技术和GPRS技术进行远程医疗监护的可行性和总体实现方案。

物联网；远程医疗；GPRS；蓝牙

0 引言

科学技术的突飞猛进和不断发展促进了人们生活质量和健康水平的日益提高，同时伴随而来的全球性的人口老龄化现象也愈来愈严重。老年人因为大多身患各种不同程度的慢性疾病，慢性疾病的生理特征表现具有明显的随机性和偶发性，需要进行长期的生理监测和药物治疗，加之当前我国城市化进程中家庭小型化、空巢家庭和独居老人的趋势增加明显[1]，势必会导致社会公众对医疗需求的急速增长和护理费用的急剧攀升，政府公共卫生开支在仅以医院为中心的传统医疗模式下已逐渐不堪重负。因此，具备高质量和长期医疗护理功能的远程医疗逐渐成为全社会关注的焦点。

远程医疗监护系统不受时空限制，可以实现医患之间实时隔空交流，省时省力经济便捷。对患者的重要生理参数实施远程监护，能提供其第一手的身体健康信息辅助医护人员进行诊断治疗，一旦出现突发情况时患者能及时预警就医。对难以自理的老年人和行动不便的残疾人的日常生活状态实施远程监护，能够在家中及随意运动的状态下测量某些生理指标，可以评估监护对象的独立生活能力和健康状况。对正常群体的健康状况进行远程监护，在疾病潜伏期通过重要生理参数的异常变化就可以提早发现疾病症状，从而达到预防疾病和医疗保健的目的。总之，发展远程医疗监护技术对促进我国医疗卫生事业现代化具有重大的现实意义。

1 远程医疗概述

1.1远程医疗概念

远程医疗是近些年随着互联网逐渐发展和成熟起来后在医学治疗方面出现的热名词。没有人能够具体地给远程医疗技术下一个明确的定义，但是远程医疗确实是在计算机技术，通信技术和多媒体技术以及传感技术等多种技术相融合下的一种再利用。因为远程医疗技术依赖于网络的发展，是以网络为载体进行传播的，所以只要有网络的地方就可以实现远程医疗的问诊，不受时间和地域的限制。这些也就是我们通常在广义上理解和熟悉的远程医疗技术，专业点说就是通过网络传输将信息和画面进行传输和再现的过程，缩短了传统的地域时空，同样实现了诊疗效果[2]。我国传统的远程医疗诊断技术是比较初级的一种诊断技术，只是通过计算机网络技术实现远程的问诊，不能达到全面的检测和治疗。但是随着现代互联网技术的发展，现在网络运行速度比较快，使得多媒体的画面和文字传送非常流畅，可以及时有效地进行检测和问诊治疗。

1.2远程医疗研究现状

远程医疗技术在国内研究现状和运用最早起源于美国等一些经济和医疗技术都比较发达的国家，随着我国经济水平的发展，医疗技术的进步，还有互联网的发展和成熟，直到20世纪末远程医疗技术才在我国军事发展上得以崭露头角。2001年8月的时候我国医学界远程医疗诊治技术获得了一次重大突破，北京航大大学机器人研究所联合海军总医院两家合作开发的远程医疗机器人完成了一项严密精细且难度很高的脑外科手术。此外2003年沈阳中心医院还使用互联网对远程患者做了心电图以及各项常规检查，完成互动手术，最终效果非常好[3]。以上两个远程医疗诊治案例标志着我国远程医疗诊治水平迈上了新台阶。

近年来物联网技术成为新的热点后，学者们开始研究使用基于物联网的传感器网络构建远程医疗系统，例如谢昕提出通过蓝牙技术实现智能手机与监护终端之间的无线通信，改正了以往手动填写和录入的点，使得采集到的数据更加真实有效[4]。此外，由于穿戴式医疗设备能够检测和处理生理信号、提取信号特征及传输数据，专家尝试将其融入远程监护系统中替代传统的植入型仪器来进行医疗诊断和监测，具有无创、无束缚等优点[5]。

2 远程医疗监护系统总体方案

2.1总体架构

本文在调研了现有远程医疗相关技术和产品的基础上，提出了一种新的远程医疗监护系统总体方案。患者佩戴可穿戴式的智能监护终端，在智能手机平台上搭建基于蓝牙技术的人机交互软件进行移动监护，同时在医院或急救中心建立的基于GPRS技术的远程监护中心，其中蓝牙负责短距离通信使智能监护终端连接至移动监护平台，移动监护平台利用 GPRS 技术实现无线通信连接到远程监护中心，这样完成了整个监护系统三个子系统功能模块之间的通信。详细架构如下图所示。

图1 远程监护系统总体架构Fig.1 Overall architecture of the remote monitoring system

2.2各子系统功能

（1）智能监护终端使用现存所研发的可穿戴式生物医疗仪器[6]，通过多生理参数检测技术来控制各种医疗传感器的数据采集，根据配置要求实现人体多生理信号获取、前段分析与处理、数据通信等功能，并将采集到的原始生理数据通过移动监护平台发送至远程监护中心进行分析处理。穿戴式生物医疗仪器[7-10]往往内嵌有蓝牙通信模块，通过蓝牙技术把生理信息数据无线传输到作为移动监护平台的智能手机并在手机端显示和存储，或经智能手机间接联入蜂窝网或因特网从而连接到医疗中心远端服务器上。

（2）移动监护平台是基于蓝牙技术构建在智能手机上，由于智能手机由病人经常性的随身携带以便于平台进行实时监控。客户端之所以能够实现其监护功能主要是利用蓝牙技术，通过智能手机进行调查，放弃手动填写和录入，可以让数据采集采集更加准确。依靠智能手机系统平台开发出来的医疗监控软件，基本上完成了系统 UI、功能模块的设计、开发及部署等工作，有效处理了远程医疗监控中所遇到的问题。通过智能手机平台动态设置配置信息（包括采样通道、采样率、串口波特率、数据格式等）完成信号采集和传输系统，可以提高移动监护系统的灵活性。

（3）远程监护中心是基于GPRS，建立在医院或急救中心以便满足其本身的监护需要。该监控中心需要搭建专有的服务器，用来提供网络连接传输、数据的处理存储、并且对病人的监控情况和生命特征信息进行实时地接收和显示，另外患者的生命特征数据还可以全部记录到系统中，有利于医生对患者的病情进行分析和诊断。因此，这个服务器的主要功能要包括实时通信、信息管理、网络控制等。利用智能手机的远程监控功能，用户也可以对实时数据进行传输，如果病情异常还可以进行及时地报警，并能将手机上监测到的数据向远程监控中心进行实时传送，以便中心及时保存数据。这些数据的形成和保存，有利于值班医生根据实际情况对患者采取相应的救治和会诊，大大的对患者的生命提供了保障。

3 结论

随着人口老龄化趋势明显及高血压、心脑血管等慢性疾病增多，传统医疗资源日益紧缺的同时医疗费用居高不下，民众的就医需求无法得到充分满足。远程医疗技术可以大大降低住院率，减轻医院等中心医疗机构的医护人员负担，对于构建低成本、高效率的新型医疗系统有重大意义。此外信息技术的飞速发展以及国家对医疗器械技术创新扶持力度的加大，也推动着远程医疗监护技术的进入蓬勃发展时期。

本文研究分析了现有的远程医疗相关技术，并提出了一种基于物联网技术的远程医疗监护系统总体方案，该系统可以降低成本、易于维护、有良好的扩展性和可移植性，特有的预警功能和远程监护功能令医院、个人、家庭、社区有机联系起来，促使现代远程医疗向及时化、智能化方向发展。

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Research on a Telemedicine Monitoring Dystem Based on Internet of Things

JIANG Meng
(North China Institute of Computing Technology, Beijing 100083, China)

Nowadays, the social population presents an aging trend, and non-infectious chronic diseases are gradually increasing. Remote medical monitoring technologies can effectively reduce the number of inpatients and optimize the allocation of medical resources. This article focus on the vital physiological parameters acquisition and processing in real time, and all of these parameters are the risk factors of cardiovascular diseases. Afterwards, the author investigated on the feasibility and general implementation scheme of telemedicine monitoring based on Bluetooth technology and GPRS technology.

Internet of things; Telemedicine; GPRS; Bluetooth Android system

TP311.52

: A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.02.028

江梦(1992-)，女，硕士研究生，计算机应用技术。

本文著录格式：江梦. 基于物联网的远程医疗监护系统研究[J]. 软件，2017，38（2）：136-138