醫(yī)療儀器研究現(xiàn)狀

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1、意義在醫(yī)院屮,為使病人得到更好的照顧以及對病人的生理狀況進行及時監(jiān)測,醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)是必可少的。由于成本較高,傳統(tǒng)的醫(yī)療監(jiān)護儀主要用于監(jiān)護危重病人。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的進步和醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展,醫(yī)療監(jiān)護儀在普通病房中逐漸普及,甚至一些基層醫(yī)療單位和社區(qū)醫(yī)療單位也提出了應(yīng)用需求?,F(xiàn)有的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)一般采用有線方式傳輸數(shù)據(jù)(閣1),但各種導(dǎo)線限制了病人的運動,而且還使病房顯得雜亂無章。當監(jiān)測時間較長時,會增加病人的心理壓力,產(chǎn)生焦慮緊張等負血情緒,影響檢測結(jié)果。此外,受監(jiān)測設(shè)備數(shù)量的限制,許多病人不能及時進入監(jiān)控,生命安全受

2、到威脅。因此,一種便攜、可靠、舒適的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)將會受到社會的歡迎。于是,無線醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)(圖2)應(yīng)運而生。無線醫(yī)療監(jiān)護是利用無線通信技術(shù)輔助醫(yī)療監(jiān)護,通過通信網(wǎng)絡(luò)將生理和醫(yī)學(xué)信號傳送到監(jiān)護屮心進行分析,并給出診斷意見的一種技水手段。隨著生物醫(yī)學(xué)傳感器的小型化、信息處理和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的快速發(fā)展和普及,無線醫(yī)療監(jiān)護逐漸成為熱點。無線醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)采用無線方式傳送病人的生理信號,可以減少病房內(nèi)導(dǎo)線數(shù)量,使病人感覺自然舒適。此外,病人的生理信號通過傳感器節(jié)點傳送到醫(yī)院監(jiān)控臺,即便醫(yī)生不親自去病房仍付以方便地掌握病人的信息。圖

3、1傳統(tǒng)的有線醫(yī)療監(jiān)護圖2無線醫(yī)療監(jiān)護國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)在醫(yī)院里應(yīng)用廣泛,便于醫(yī)護人員對患者的生理參數(shù)進行集中管理。此類系統(tǒng)目前主要是依托有線網(wǎng)絡(luò),如早期的RS232或RS485總線,現(xiàn)在多為基于TCMP或IPX協(xié)議的局域網(wǎng)。有線網(wǎng)絡(luò)連接成本低,傳輸速度快,工作穩(wěn)定,有諸多優(yōu)點。但是有線網(wǎng)絡(luò)必須通過固定的線纜連接,無法自由移動和擴充,特別是一些緊急情況下,線纜可能影響及時救治。另外,在野外或是災(zāi)害現(xiàn)場等特殊環(huán)境下,有線網(wǎng)絡(luò)的鋪沒難度較大,無法滿足需求。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是計算機科學(xué)領(lǐng)域的一個研宂分支,它被認為是將

4、對21世紀產(chǎn)生巨大影響的技術(shù)之一。它是一種無基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò),其綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信技術(shù),可以使人們在任何時間、任何地點和仔何環(huán)境下獲取大量詳實而可靠的信息。因此,這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以被廣泛地應(yīng)川于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、工農(nóng)業(yè)、反恐抗災(zāi)等領(lǐng)域。最早應(yīng)用于監(jiān)護系統(tǒng)的無線通信技術(shù)是通過獨立的射頻電路實現(xiàn)的,這種方案最早應(yīng)用于美國和前蘇聯(lián)的裁人航天工程中。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展,目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在單個芯片上集成整個射頻電路,其體積和功耗都大大減小,從而便于無線

5、通信技術(shù)在醫(yī)療監(jiān)護領(lǐng)域的應(yīng)用。NASA阿莫斯實驗室和斯坦福大學(xué)合作開發(fā)了LifeGuard系統(tǒng)(閣3),主要用于監(jiān)測處于運動中的宇航員的生理參數(shù),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(crewphysiologicobservationdevice,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(shù)。這些參數(shù)可以通過內(nèi)置的藍牙模塊被傳輸?shù)交净虼鎯υ?2MB的內(nèi)存里通過RS-232串口送入電腦。同時,LifeGuard系統(tǒng)還可用于臨床監(jiān)護和家庭監(jiān)

6、護。成《0*枝木MU圖3Lifeguard監(jiān)護系統(tǒng)美國所有著名院校幾乎都有研宄小組在從事WSN相關(guān)技術(shù)的研宄,主要有加州大學(xué)洛杉磯分校、加州大學(xué)伯克利分校、麻省理工大學(xué)、康奈爾大學(xué)、哈佛大學(xué)、卡耐基梅隆大學(xué)。加利福尼亞大學(xué)提出了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的人體健康監(jiān)測平臺CustMed,采用可佩戴的傳感器節(jié)點,傳感器類型包括壓力、皮膚反應(yīng)、伸縮、壓電薄膜傳感器、溫度傳感器等,通過放在口袋里的PC機可以方便直觀地查看人體當前的情況。JafariR,EncarnacaoA,ZahooryA,etal.Wirelesssensorne

7、tworksforhealthmonitoring.MobiQuitous2005:479-481紐約州立大學(xué)石溪分校針對當前社會老齡化的問題提出了監(jiān)測老年人生理狀況的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(HealthTracker2000),除了監(jiān)測用戶的生理信息外,還可以在生命發(fā)生危險的情況下及吋通報其身體情況和位置信息。梁玉芬,高徳云,牛延超,霍宏偉.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)綜述.2007,9:9-14.哈佛大學(xué)與波士頓醫(yī)療中心正在研宂WSN技術(shù)在醫(yī)療中的應(yīng)用,包拈入院前和入院后的緊急治療、災(zāi)禍發(fā)生時的響應(yīng)以及屮風病人的康復(fù)等。他們開

8、發(fā)了一種基于Mica2、MicaZ和Telos傳感器節(jié)點平臺的小型可佩戴的無線脈搏血壓計等。這些設(shè)備可以把收集到的病人的心率、血壓等通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給PDA或筆記本等進行進一步處理。麻省理工大學(xué)Auto-ID中心提出了一種“物聯(lián)網(wǎng)”,這是一種能允IT?不同的物理實體通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的系統(tǒng)。在保健領(lǐng)域的很多方而顯示了它的潛

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