摘 要 近年来,随着技术的不断发展,人们对医疗服务的实时性、灵活性、智能化人性化提出了更高的要求,基于无线传感网的医疗系统发展迅速。
本文简要介绍了当前发展较快的无线传感器,首先对无线传感器进
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【关
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随着微电子技术与无线通信技术的飞速发展,大量耗能低、功能全和性价比高的无线传感器层出不穷,无线传感器因其能够强化大量便携设备而受到广泛利用。
由于无线传感器是一个能够接收和发送信息的网络节点,而
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无线传感器的广泛应用,既给医疗工作者带来了前所未有的便利,又给偏远地区带来了希望。
1 无线传感器概述
1.1 无线传感器
无线传感器是具备无线传输数据功能的传感器,这种传感器不仅能测量诸如温度、湿度、压力等物理量,还能够通过自身具备的无线收发模块将测量的信息发送到传感器周边的接收设备。
有的接收设备能够直接存储和显示接收到的无线传感器信号,有的接收设备则将信号传送到无线网络中的计算机中,供后续监测和处理。
无线传感器由数据采集单元、数据处理、数据传输和电源管理四个单元构成。
数据采集单元将传感器测量的信号经过滤波、放大等处理之后,转变为数字测量信号,然后送到数据处理单元进行处理。
数据处理单元通过信号处理,将原始数据转化为所需的有效值,并将信号送到数据传输单
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通过数据传输单
广东深圳专业医用仪器器械外观工业产品设计医院医疗器械设备维修与管理的探讨元的无线收发模块,将信号传送到接收端。
1.2 Zigbee协议
无线传感器的推广应用中,Zigbee协议无疑起到了非常重要的作用。
该协议是一种新型的无线网路通信协议,可工作在868MHz 、915MHz和 2.4GHz 3个频段上,其传输速率最高可达250kbit/s,传输距离不超过75m。
基于Zigbee协议,大量的无线传感器能够组建无线传感器网络。
1.3 无线传感器网络结构
无线传感器网路一般由大量的无线传感器节点、信号汇聚节点以及任务管理节点三个部分构成。
无线传感器节点安装在电子医疗设备上,只要这个电子医疗设备在无线传感器网络的感应区域内,就能够通过诸如Zigbee等协议来与其他装有无线传感器的电子设备通信,形成一个信号传输通道。
借助这个通道,电子医疗设备能够将所采集到的患者生理信息传递到互联网。
再利用互联网传递到远程数据中心进行后续数据分析。
从而实现医疗数据的无线远程传输。
2 无线传感器在医疗电子设备中的应用
2.1 身体监测设备
无线传感器的大规模应用,推动了健康监测设备的爆发性增长。
这种设备主要适用于一些身体存在疾病的患者或者是体质较弱的老年人。
通过实时监测能够对用户的异常身体状况进行远程管理。
例如监测用户运动状态的检测设备,该设备上装有三坐标加速度传感器(3-axes accelerometer)。
该传感器通过探测三个方向的加速度值,来判定用户的运动状态,诸如慢走、跑步或者是意外摔倒等情况,然后通过基站转发到监控平台上。
如果监控平台发现某位老年用户出现异常状况,诸如摔倒等情况,然后及时采取措施。
另外有的监控设备具备辅助病人运动得到功能。
例如有一款监控设备,是专门为摔伤的病人研制的,该设备上的无线传感器能够探测到病人的运动幅度,并将数据传送到后台的监控中心。
监控中心通过运算,如果发现病人的运动幅度超过建议值,会反馈一个提示信号,无线传感器接收到提示信号后,会提醒患者注意自身运动幅度。
2.2 无线疾病云监测与管理系统
常规的医疗监测设备是固定式的。
这种方式对于普通患者来讲不太适用,一方面限制了患者的行动自由,另一方面其费用较高,同时还大量占用医院有限的医疗资源。
当前,伴随着互联网的快速发展与无线传感器技术的高速发展,基于云服务的健康监测系统已经逐步推广,将在不久的将来为人们提供健康管理服务。
系统通过实时监测获取用户大量的生理信息,然后通过无线传感器发送到无线收发设备上。
无线收发设备一般与互联网相连接,它将患者生理参数转发到云端,通过实时数据分析及医务人员的评估,能够有效的对患者患病状况进行监测。
目前已经有大量的无线传感器应用在无线疾病监测系统中,通过布置在患者身上大量的无线传感器节点,能够测量患者的血压、脉搏、血糖等重要指标。
然后通过无线收发器和网关传送到数据中心,进行无线监控。
2.3 药物管理系统
按时服药对于患者是必须要做的,当前已经有基于无线传感器开发的用药管理系统,通过预先设定好吃药次数与时间。
该设备除了能够提醒患者服药,还能够记录患者的服药状况。
该系统一般包括三个部分,第一部分是负责监控药物的使用情况,该子系统一般是通过高频RFID来辨别药物种类,同时利用装在药瓶底部的无线传感器来获取药物余量信息。
第二部分就是监控患者的用药情况,装在患者身上的子系统是一个识别无线传感器,该传感器能够探测药物的RFID信息,能够及时发现服错药的信息。
第三部分是基站,负责将大量的无线药物监控系统信息收集归纳,及时发现异常信息。
另外,对于医生来说,给患者开错药有可能是十分危险的。
如果将无线传感器应用在药物管理上,在患者身上安装存有其用药过敏
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提升用药管理水平。
3 结束语
无线传感器的发展极大地促进了医疗电子设备的发展,为提升医疗服务做出了巨大的贡献。
随着传感器技术的发展,可应用于医疗领域的无线传感器必将进一步促进医疗电子设备的发展,使得医疗服务更加便捷。
今后这方面的研究将会持续下去,更多新型的医疗电子设备将走入寻常百姓家。
参考文献
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[3]陆星家.面向普适医疗的无线传感器网络研究[D].东华大学,2009.
作者单位
山东科技大学电子通信与物理学院 山东省青岛市 266590