CN105434044A - 一种远程医疗监护系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种远程医疗监护系统，该发明的系统包括远程监护设备、通信网络和监护中心；其中的通信网络包括Zigbee传感器节点和监护基站设备；远程监护设备、通信网络和监护中心双向连接；本发明的优势在于该系统减少监护设备与医疗传感器之间的连线，使得被监护人能够拥有较多的自由活动空间，在获得较准确的测量指标的同时，免除病人在家庭与医院之间奔波的劳苦。

Description

一种远程医疗监护系统

技术领域

本发明涉及的是远程监控领域，具体而言是有关于一种远程医疗监护系统。

背景技术

医疗监护仪器目前可以分为两类，一类是指在医院内由职业医生或专业技术人员使用的专门仪器，对病人进行生理指标的监护；另一类是在普通人员的家庭内或者户外，在医生的指导下，由病人本人或者家属使用远程医疗监护系统对病人进行监护，所得到的生理指标将及时传送给相关医生。目前，医院所使用的监护方法，大多使用固定的医疗监护仪,连接设备将传感器探头连接在病人与监护设备之间进行信号的传递。复杂的设备，众多的连线，会造成病人心理上的压力和紧张情绪，可能会影响病人身体状况，使得诊断所得到的数据与真实情况有一定差距，给病人和医护人员都带来不便，可能会影响对病情的正确诊断。随着社会老龄化的加剧，解决长期慢性病的监护成为重要的社会问题。一些突发性疾病和家庭保健，如心血管疾病、老人的日常护理、孕妇、胎儿、婴儿、幼儿的保健也需要长期的家庭监护。由于我国医疗资源紧缺，研究基于公用网络的家庭医疗监护，建立小区医疗网络，利用远程医疗监护系统可以提高医疗服务水平，减轻病人负担。以往的解决方案是采用有线方式或简单的无线数据发射接收方式。被监护者身上安装的传感设备难以自由灵活地移动和接入，系统没有扩展性，成本高。

远程医疗监护技术是近年来远程医疗中的一个研究热点，也是一个相对薄弱的环节，欧美各国一直致力于对远程监护的研究，我国近年来也开始推动其发展。远程监护可以定义为通过通信网络将远端的生理信息和医学信号传送到监护中心进行分析并给出诊断意见的一种技术手段。

无线传感器网络是由大量的传感器节点釆用无线自组织方式构成的网络，其应用前景广阔。Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术如蓝牙技术、射频技术等,Zigbee技术将是最低功耗和成本的技术。

Zigbee技术的出现为传感器信号的无线传输提供了新的解决方案。Zigbee节点有几十米的覆盖范围，且可以增加路由节点，扩展覆盖范围，因此适用于家庭住宅。同时由于生理监护信号的数据传输流量不大，传输速率250kbps的Zigbee能够满足生理数据传输要求。Zigbee传感节点可自由灵活地加入和离开网络，相对具有低功耗和低成本的特点。

Zigbee无线传感器网络的上述特点使其在个人生理信号监测和远程家庭监护方面将有很好的应用前景，在分析Zigbee无线传感器网络技术的基础上，开发和设计移动监护的应用系统意义重大。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种远程医疗监护系统，旨在建立小区医疗网络，利用远程医疗监护系统可以提高医疗服务水平，减轻病人负担；被监护者身上安装的传感设备可以自由灵活地移动和接入，并且系统具有良好的扩展性，成本低。

本发明的上述目的通过独立权利要求的特征来实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的特征。

本发明的技术方案是：一种远程医疗监护系统，包括三个部分：

监护中心，为接收远端监护设备传送的医学信息、为远地患者提供多种医疗服务；监护中心可以位于急救中心、社区医院、中心医院或其它医护人员集中的场所；

远端监护设备，进行生理参数的检测，提供监护对象的生理信息；

通信网络，连接远端监护设备和监护中心，相互传输监护对象的生理信息和监护中心的诊疗信息。

进一步的，所述通信网络包括：

Zigbee传感器节点；主要为采集人体生理指标数据，或者对某些医疗设备的状况或者治疗过程情况进行动态监测，并通过射频通信的方式，将数据传输至监护基站设备。

监护基站设备；主要是采集并显示测试得到的数据信息，同时将数据信息进行适当存储和网络转发，同时监护基站设备可以和系统中的多个传感器节点进行通信以完成数据的采集和显示等功能；在使用过程中，监护基站设备通过无线信道向传感器节点发送控制命令来启动传感器节点，传感器节点接收到命令后进行相应的数据采集动作，采集人体生理指标数据，釆集结束后通过无线通信的方式将数据返回到监护基站，由监护基站进行进一步的显示、存储等操作。必要时，监护基站设备可以通过网络将数据传输到远程服务器端。

进一步的，所述Zigbee传感器节点主要包括4部分：生理信息与数据釆集单元、无线数据通信单元、处理器单元、电源部分，其中的处器单元主要分为五个部分：CPU、存储器、AD转换、测试带和数码显示屏；其中的无线数据通信单元采用射频通信装置，使用以CC2420芯片为核心的射频通信模块。

进一步的，所述医疗监护基站设备主要包括:处理器、存储器、人机交互模块和通信模块接口；其中的处理器釆用TI公司的MSP430系列的低功耗处理器；人机交互接口包括用户输入指令的键盘以及显示数据结果和操作过程的LCD显示屏。

进一步的，所述本系统中的监护基站设备设计成一种手持移动设备。

由以上本发明的技术方案可知，本发明与传统的系统相比较，其具有以下优势和有益的效果：

1、缩短医生和患者之间的距离，为患者提供及时救助，减少患者或医务人员的路途奔波。对患者的重要生理参数实施远程监护，不仅可以辅助治疗，还能在患者病情突然恶化时报警。

2、对自理能力较差的老年人和残疾人的日常生活状态实施远程监护，不仅能提高医护人员的护理水平和患者的生活质量，还可以评估监护对象的独立生活能力和健康状况。

3、远程监护可以在患者熟悉的环境中进行，减少了患者的心理压力，提高了诊断的准确性。

4、对健康状况进行监护，可以发现疾病的早期症状，从而达到保健和预防疾病的目的。

5、先进的医学支持系统为通信和信息领域中的新技术提供了一个进行评测的平台，如虚拟环境、智能传感器和辅助医生的决策系统等。

附图说明

图1是本发明的实施例远程医疗监护系统结构示意图，其中：

1-远程监护设备；2-通信网络；3-Zigbee传感器节点；4-监护基站设备；5-监护中心；

图2为本发明实施例中的Zigbee传感器节点内部结构示意图。

图3为本发明实施例中的监护基站设备结构框图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明：

如图1示，本发明的较佳实施例，该远程医疗监护系统包括：远程监护设备1、通信网络2和监护中心5；其中的通信网络2包括Zigbee传感器节点3和监护基站设备4；远程监护设备1、通信网络2和监护中心5双向连接。

该系统的工作原理在于：

1、远端监护设备1

根据监护对象的和监护目的不同，远端监护设备1有多种类型，按用途可分为三类:一类为生理参数检测和遥测监护系统，这类设备的使用范围最为广泛，能帮助医生掌握监护对象的病情并提供及时的医疗指导。检测的生理信息主要包括:心电图、脑电图、心率、血压、脉搏、呼吸、血气、血氧饱和度、体温、血糖等。第二类为日常活动监测设备，如监护对象的坐卧行走等活动状态和监护对象的日常生活设施使用情况，主要应用于儿童、老年人和残疾人。第三类是用于病人护理的检测设备，如瘫痪病人尿监测设备，可以降低护理人员的劳动强度。

2、监护中心5

监护中心5可以位于急救中心、社区医院、中心医院或其它医护人员集中的场所，其功能为接收远端监护设备传送的医学信息，为远地患者提供多种医疗服务。

3、通信网络2

通信网络2由监护基站设备4和Zigbee传感器节点3构成一个微型监护网络，传感器节点3上使用中央控制器对所需要监测的生命指标传感器进行控制来采集数据，通过Zigbee无线通信方式将数据发送至监护基站设备4，并由该基站装置将数据传输至所连接的PC或者其他网络设备上，通过Internet网络可以将数据传输至远程医疗监护中心，由专业医疗人员对数据进行统计观察，提供必要的咨询服务，实现远程医疗。在救护车中的急救人员还可通过GPRS实现将急救病人情况的实时传送，以利于医院抢救室及时地做好准备工作；医疗传感器节点可以根据不同的需要而设置，因此该系统具有极大的灵活性和扩展性。同时，将该系统接入internet网络，可以形成更大的社区医疗监护网络、医院网络乃至整个城市和全国的医疗监护网络。

如图2所示，医疗无线传感器节点3主要功能为采集人体生理指标数据，或者对某些医疗设备的状况或者治疗过程情况进行动态监测，并通过射频通信的方式，将数据传输至监护基站设备；医疗传感器节点3主要包括4部分：生理信息与数据釆集单元、无线数据通信单元、处理器单元、电源。处理单元主要分为五个部分：CPU、存储器、AD转换、测试带和数码显示屏。根据低功耗和处理能力的需要，可以釆用TI公司的MSP430系列单片机；存储器部分主要用于存储传感器所釆集的临时数据，在处理器将数据传输之后，传感器节点内不做数据的大量存储；用ADC12和DAC12对测试带传过的模拟信号进行转换。工作原理：首先由控制单元发出开始监测某项生理参数的指令，然后通过无线数据通信单元把指令发给生理信息与数据采集单元对人体生理信号(体温、血压、脉搏、血氧等，本文主要是体温信号)进行采集后通过无线数据通信单元将数据传给控制和显示单元中的信息处理模块控制和显示单元，一方面对接收到的数据进行处理和显示，另一方面将结果数据存人数据库供检索和回放。节点的核心是无线数据通信单元和生理信息与数据采集单元。以下简要介绍这两个单元：无线数据通信单元在医院应用的医疗监护设备对电磁辐射的要求都很高，对于设备来讲，辐射的电磁波既不能够干扰其他设备正常工作，同时也应具有一定的抗干扰能力，不受其他设备辐射出的电磁波干扰。因此，在医院或者使用无限通信的家庭医疗设备在设计中必须对此方面进行考虑。在本系统中，所使用的射频通信采用的通信标准为802.15.4/Zigbee标准，该标准专门针对近距离高速数据传输，具有较高的数据纠错和抗干扰能力。并且，系统对无线信号的工作强度进行了控制，使得在正常状态下，信号强度能够满足通信的需要而且不会有过多的浪费，一方面节省了系统的能量，另一方面也降低了无线通信过程对于其他设备的干扰。本系统所设计的射频通信装置可以使用以CC2420芯片为核心的射频通信模块。该芯片是美国Chipcon公司生产的，是一款低功耗无线收发芯片，尤其适合工作于低功耗、低电压的无线通信设备中。该芯片工作在2.4GHz的免ISM频段，射频收发符合IEEE802.15.4/Zigbee标准，能够满足本系统射频通信的需要。无线传感器节点的结构框。在本设计的系统中，生理信息与数据采集单元的医疗传感器模块主要实现了测量体温、血压、血氧、心电等数据，如需要测量其他的生理信息的特征，只需要将相应的传感器接入预留的接口，就可以形成无线传感器节点，开发相应的嵌入式控制及处理软件，就可以将节点直接加入到该无线传感器网络中。

如图3所示，医疗监护基站设备的结构框图。本系统主要实现的功能是采集并显示测试得到的数据信息，同时将数据信息进行适当存储和网络转发，因此本系统中的监护基站设备被设计成一种手持设备，同时监护基站设备可以和系统中的多个传感器节点进行通信以完成数据的采集和显示等功能。在使用过程中，监护基站设备通过无线信道向传感器节点发送控制命令来启动传感器节点，传感器节点接收到命令后进行相应的数据采集动作，采集人体生理指标数据，釆集结束后通过无线通信的方式将数据返回到监护基站，由监护基站进行进一步的显示、存储等操作。必要时，监护基站设备可以通过网络将数据传输到远程服务器端。

医疗监护基站设备主要包括:处理器、存储器、人机交互模块、通信模块接口等几个部分。医疗监护设备的主处理器可以釆用TI公司的MSP430系列的低功耗处理器，该系列处理器具有超低功耗、处理速度高、接口丰富等特点，非常适合用于需要超低功耗以及高速的嵌入式设备。人机交互接口包括用户输入指令的键盘以及显示数据结果和操作过程的LCD显示屏两个部分；本系统中的监护基站设备设计为一种手持移动设备。

综上所述，本发明设计的一种远程医疗监护系统，目的是利用高频率的无线多通道数据传输方式，传递医疗传感器与监护控制仪器之间的信息，减少监护设备与医疗传感器之间的连线，使得被监护人能够拥有较多的自由活动空间，在获得较准确的测量指标的同时，免除病人在家庭与医院之间奔波的劳苦。同时，如果在医院病房内建立无线监测网络，很多项测试也可以在病床上完成，能够极大地方便病人就诊，并加强医院的现代化信息管理和工作效率。另外，本系统还具有高度的灵活性和扩展性，通过Internet可以使远离医院等医护机构的病员也随时能够得到必要的医疗监护，并且在必要的时候得到远程医生的咨询指导。当无线远程医疗系统发展成为一个成熟的医疗产品时，传统的医疗模式将被打破，一种全新的基于互联网的医疗监护体系将会形成，它以医院为核心，面向社区、家庭与个人，通过互联网联系组成一个有机整体，保证人们无论在医院内、院外甚至偏远地区均能得到及时、有效、专业的医疗诊断和治疗，从而大大提高医疗水平。

以上说明书文字与附图仅为对本发明的解释和说明，不以任何形式对本发明构成限制和限定，本发明的范围以权利要求书为准，一切不超出本发明宗旨的显而易见的修改、变换和替代方案均在本发明范围内。

Claims (5)

1.一种远程医疗监护系统，其特征在于包括：

监护中心，为接收远端监护设备传送的医学信息、为远地患者提供多种医疗服务；监护中心可以位于急救中心、社区医院、中心医院或其它医护人员集中的场所；

远端监护设备，进行生理参数的检测，提供监护对象的生理信息；

通信网络，连接远端监护设备和监护中心，相互传输监护对象的生理信息和监护中心的诊疗信息；

其中的远程监护设备、通信网络和监护中心依次双向连接。

2.根据权利要求1所述的远程医疗监护系统，其特征在于，所述通信网络包括Zigbee传感器节点和监护基站设备。

3.根据权利要求2所述的远程医疗监护系统，其特征在于，所述Zigbee传感器节点主要包括4部分：生理信息与数据釆集单元、无线数据通信单元、处理器单元和电源部分，其中的处器单元主要分为五个部分：CPU、存储器、AD转换、测试带和数码显示屏；其中的无线数据通信单元采用射频通信装置，使用以CC2420芯片为核心的射频通信模块。

4.根据权利要求2所述的远程医疗监护系统，其特征在于，所述医疗监护基站设备主要包括:处理器、存储器、人机交互模块和通信模块接口；其中的处理器釆用TI公司的MSP430系列的低功耗处理器；人机交互接口包括用户输入指令的键盘以及显示数据结果和操作过程的LCD显示屏。

5.根据权利要求2所述的远程医疗监护系统，其特征在于，所述远程医疗监护系统中的监护基站设备设计成一种手持移动设备。