基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程心血管疾病監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代人的物質(zhì)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(xí)慣的無(wú)序變化，使得身體健康水平逐步惡化。尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的一線大城市中，處于亞健康狀態(tài)的人群不在少數(shù)，對(duì)心血管疾病等各種慢性病監(jiān)護(hù)的醫(yī)療需求日益增長(zhǎng)。面對(duì)巨大的市場(chǎng)需求，近年來(lái)國(guó)家大力推進(jìn)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(yīng)運(yùn)而生，伴隨著區(qū)域醫(yī)療改革的深入開(kāi)展，通過(guò)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(wèn)題，這對(duì)國(guó)民的健康來(lái)說(shuō)無(wú)疑是件大好事。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，區(qū)域化遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展卻并不順暢，各地在實(shí)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(shè)計(jì)也很理想，但是由于社區(qū)配套不足，社區(qū)醫(yī)護(hù)人員培養(yǎng)機(jī)制乏力，社區(qū)基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)各自為營(yíng)等，阻礙了社區(qū)醫(yī)療水平的提高。由此可見(jiàn)，在國(guó)家衛(wèi)生事業(yè)快速發(fā)展的今天，在各個(gè)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(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間的協(xié)同，是當(dāng)前信息

3、化建設(shè)的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種短距離的無(wú)線通信技術(shù)，近年來(lái)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(wǎng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為了現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)，其在醫(yī)療監(jiān)護(hù)上的應(yīng)用功能與效果得到國(guó)際社會(huì)的一致好評(píng)。它利用無(wú)所不在的無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，能夠更好地讓醫(yī)生收集遠(yuǎn)程人體的生理健康信息，觀察其健康狀況，并提供及時(shí)的醫(yī)療服務(wù)。
　　 本文的目的是構(gòu)建一種心血管疾病專用，具有較高集成度的遠(yuǎn)程疾病監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的模型，對(duì)大醫(yī)院、社區(qū)醫(yī)院和家庭的心血

4、管疾病監(jiān)護(hù)進(jìn)行多級(jí)協(xié)同管理，為心血管疾病提供統(tǒng)一的監(jiān)護(hù)服務(wù)。該系統(tǒng)很好的解決了信息系統(tǒng)間的兼容性問(wèn)題，具有良好的互操作性和和數(shù)據(jù)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(zhì)。以前部分地區(qū)實(shí)施過(guò)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?yàn)楸O(jiān)測(cè)結(jié)果的有效性、實(shí)時(shí)性受到質(zhì)疑，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，醫(yī)院對(duì)外的網(wǎng)絡(luò)是封閉的，社區(qū)醫(yī)療信息必須經(jīng)過(guò)審核、解決安全與隱私的問(wèn)題后，才能提交給上級(jí)醫(yī)院。此時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由于時(shí)效

5、性差導(dǎo)致參考性下降，需再次進(jìn)行監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)錄入。通過(guò)使用本文的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，能夠保證健康監(jiān)護(hù)的質(zhì)量，醫(yī)生可以采集遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行健康評(píng)價(jià)，對(duì)家庭用戶的相關(guān)生理參數(shù)以及日常生活習(xí)慣、心理狀態(tài)等實(shí)施全方位監(jiān)護(hù)。尤其對(duì)老年人可以進(jìn)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(xùn)。系統(tǒng)接入人群數(shù)量多，功能齊全，能夠做到對(duì)特殊病人的專科醫(yī)生在線解答與治療，實(shí)用性強(qiáng)。
　　 本文基于物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療信息、自動(dòng)化、無(wú)線通信等相關(guān)技術(shù)，搭建了家庭

6、-社區(qū)-區(qū)域醫(yī)療中心為基本架構(gòu)的心血管疾病遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)流程的設(shè)計(jì)，提出了醫(yī)療協(xié)作的實(shí)現(xiàn)模式。對(duì)各種需要家庭監(jiān)護(hù)的老年人、慢性病患者、中青年亞健康人群的需求，以及對(duì)心血管疾病的三級(jí)管理模型在系統(tǒng)中的應(yīng)用需求均做了詳細(xì)的分析。本文在總結(jié)前人工作，綜合相關(guān)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(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。監(jiān)護(hù)的中心平臺(tái)包括數(shù)據(jù)庫(kù)、遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)系統(tǒng)和通用數(shù)據(jù)交換接口。中心平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)文字?jǐn)?shù)據(jù)及所需

7、的其它格式監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)文件;遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)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(guān)信息，進(jìn)行登記、診斷、介護(hù)等服務(wù)，監(jiān)控端實(shí)時(shí)顯示社區(qū)監(jiān)護(hù)對(duì)象的監(jiān)測(cè)信息;最后的通用數(shù)據(jù)交換接口控制監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的輸入與輸出，一般使用數(shù)據(jù)庫(kù)視圖或函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此平臺(tái)中，按照信息的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向，將監(jiān)護(hù)平臺(tái)按照層次化的管理，分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層。該系統(tǒng)平臺(tái)是一個(gè)開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用平臺(tái)，后期可以通過(guò)擴(kuò)大規(guī)模，發(fā)展成區(qū)、市、省級(jí)的區(qū)域監(jiān)護(hù)平臺(tái)。⑵在

8、異構(gòu)環(huán)境下通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換設(shè)計(jì)。以IHE、HL7為代表的的信息系統(tǒng)規(guī)范方便了異構(gòu)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(shè)備的信息采集。完善上下級(jí)醫(yī)院間的協(xié)同服務(wù)，有效實(shí)現(xiàn)大醫(yī)院看大病，社區(qū)看小病，實(shí)現(xiàn)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(biāo)簽與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的融合模型，實(shí)現(xiàn)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(biāo)簽，能夠存儲(chǔ)少量數(shù)據(jù)，起到對(duì)病人和設(shè)備的標(biāo)識(shí)功能，使醫(yī)生在實(shí)施遠(yuǎn)

9、程監(jiān)護(hù)時(shí)無(wú)需關(guān)心患者和監(jiān)測(cè)設(shè)備的匹配情況。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)主要是傳感器和低功耗的無(wú)線傳輸模塊，文中分析了5種RFID與無(wú)線傳感網(wǎng)的融合模型設(shè)計(jì)方案:嵌入傳感器的RFID網(wǎng)絡(luò)、RFID與WSN混合網(wǎng)絡(luò)、智能標(biāo)簽網(wǎng)絡(luò)、智能閱讀器網(wǎng)絡(luò)、智能標(biāo)簽和智能閱讀器混合網(wǎng)絡(luò)。最后提出了一種改進(jìn)型多模式網(wǎng)絡(luò)融合模型。⑷家庭健康監(jiān)護(hù)終端模型設(shè)計(jì)。融合模式下智能節(jié)點(diǎn)將采集到的周圍環(huán)境信息與標(biāo)簽標(biāo)識(shí)信息通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)上傳到家庭網(wǎng)關(guān)，再通過(guò)3G或有線網(wǎng)絡(luò)傳送遠(yuǎn)程服

10、務(wù)器。智能節(jié)點(diǎn)的無(wú)線射頻采用Zigbee技術(shù)，芯片為德州儀器的CC2530。在信息采集后，使用數(shù)據(jù)采集中間件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)前各種家庭采集設(shè)備在數(shù)據(jù)格式、通信命令格式和數(shù)據(jù)傳輸接口標(biāo)準(zhǔn)上有很大差異，導(dǎo)致后期開(kāi)發(fā)困難，使用中間件技術(shù)只需要修改相應(yīng)XML文件即可將新的設(shè)備數(shù)據(jù)格式添加進(jìn)來(lái)，不必對(duì)中間件程序再次修改。它通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)化的資源訪問(wèn)方式與格式化的檢測(cè)數(shù)據(jù)，有效實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集設(shè)備的一致訪問(wèn)。
　　 本文基于物聯(lián)網(wǎng)的社區(qū)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是心

11、血管疾病的分級(jí)管理模式的最新應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)區(qū)域醫(yī)療模式下綜合醫(yī)院院后健康隨訪與指導(dǎo)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(wù)模式。該平臺(tái)以軟件服務(wù)模式(SaaS)作為綜合醫(yī)院與社區(qū)醫(yī)院的協(xié)同服務(wù)方式，系統(tǒng)的生理參數(shù)檢測(cè)具有穩(wěn)定可靠、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)，支持多種設(shè)備的參數(shù)采集，自動(dòng)化運(yùn)行，未來(lái)在醫(yī)療行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和監(jiān)護(hù)設(shè)備的進(jìn)一步小型化、智能化的深入研究，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來(lái)越廣泛的在遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展，

12、一定能為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和醫(yī)療水平的提高起到很好的支撐和促進(jìn)作用。提出了面向家庭的健康監(jiān)護(hù)服務(wù)的可擴(kuò)展的多層次網(wǎng)絡(luò)式體系結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法，探討了推進(jìn)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)對(duì)醫(yī)療信息化系統(tǒng)建設(shè)的參考意義。設(shè)計(jì)了家庭終端管理終端系統(tǒng)功能與流程，以及無(wú)線傳感系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。
　　 本研究的創(chuàng)新性主要表現(xiàn)：①提出了物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的社區(qū)心血管疾病監(jiān)護(hù)平臺(tái)的概念，構(gòu)建并實(shí)現(xiàn)了家庭個(gè)人健康信息服務(wù)平臺(tái)。②詳細(xì)分析了RFID與WSN的融合模式，提出了多