基于4G工業(yè)路由器無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)方案

一、概述背景

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷普及和技術(shù)的廣泛推廣，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)帶來了深遠(yuǎn)的影響。“物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)” 成為了人們關(guān)注的另一個焦點，“物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)”是復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院在第七屆上海國際呼吸研究研討會上向國內(nèi)醫(yī)學(xué)界提出的。

所謂物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)，指的是利用傳感技術(shù)，將傳感器固定在人體上，傳感器的終端嵌入和連接到醫(yī)療檢測設(shè)備里，通過無線通信設(shè)備傳輸，醫(yī)生可在手機(jī)或電腦連接到該終端，實時地實

地診斷。隨著技術(shù)的發(fā)展，無線醫(yī)療傳感器節(jié)點逐漸向多參數(shù)、智能化、微型化、低功耗等方向發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也將逐漸被實際應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。發(fā)展與組建具有智能化的病房與社區(qū)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是當(dāng)今國內(nèi)外醫(yī)療發(fā)展的趨勢。

二、遠(yuǎn)程智能醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

針對物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)提倡的全方位互聯(lián)的特點，本文將工業(yè)級路由器 和4G網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)相結(jié)合，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，設(shè)計了對智能醫(yī)療多監(jiān)護(hù)參數(shù)進(jìn)行處理、傳輸和可視化的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，在一定范圍內(nèi)配置一處或者多處血壓、體溫、血氧和脈搏傳感器，組成4G路由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。4G路由器可自動組網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，支持傳感器信息采集、傳輸和處理，可以將不同點的多個傳感器數(shù)據(jù)利用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，同時結(jié)合4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，改變了傳統(tǒng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)需要依托有線公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)南拗?，解決了同時安裝大量檢測裝置、布線量大、線路維護(hù)和更改困難的難題，使網(wǎng)絡(luò)顯示出巨大的優(yōu)勢。

三、基于4G路由器的醫(yī)院呼叫系統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò) 

通過前面對病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的通信技術(shù)要求分析，結(jié)合4G網(wǎng)絡(luò)路由器技術(shù)特點和技術(shù)優(yōu)勢，我們采用4G路由器技術(shù)的無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，來實現(xiàn)醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)是一個非常理想的無線數(shù)據(jù)通信解決方案。

1、房間內(nèi)的呼叫節(jié)點采用星型網(wǎng)絡(luò)連接，由其中一個節(jié)點作為4G路由器，負(fù)責(zé)與中心網(wǎng)絡(luò)的連接和數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)；

2、住院病房、物理治療室、急救病房、輸液室、衛(wèi)生間必須要采用無線呼叫系統(tǒng)； 

3、無線呼叫系器部分可以采用手柄按鈕，以方便身體不便患者使用呼叫系統(tǒng)；

4、可選配移動接收器，護(hù)士不在固定位置或移動中也可利用移動接收器接收相關(guān)信息，護(hù)士值班時也可利用移動接收器。  

5、所有的4G路由器組成一個蜂窩網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，再與4G路由器中心節(jié)點連接，中心節(jié)點設(shè)置在管理中心，構(gòu)建成一個完整的4G路由器無線網(wǎng)絡(luò)，是個通信非?？煽康木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

監(jiān)護(hù)傳感器的組成及工作原理

醫(yī)療無線傳感器節(jié)點主要功能為采集人體生理指標(biāo)數(shù)據(jù)，或?qū)δ承┽t(yī)療設(shè)備的狀況以及治療過程情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，并通過射頻通信的方式，將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)護(hù)基站設(shè)備。

主要包括醫(yī)療傳感器模塊、4G路由器通信模塊、處理器單元和電源4 部分。處理器單元如圖3 所示，主要分為CPU、存儲器、AD 轉(zhuǎn)換、測試帶和數(shù)碼顯示屏5 部分。根據(jù)低功耗和處理能力的需要，采用單片機(jī)，存儲器部分主要用于存儲傳感器所采集的臨時數(shù)據(jù)，在處理器將數(shù)據(jù)傳輸之后，傳感器節(jié)點內(nèi)不做數(shù)據(jù)的大量存儲。

四、總結(jié)與展望

本設(shè)計方案將4G路由器技術(shù)和4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于生理參數(shù)智能醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中，實現(xiàn)無人值守時被監(jiān)護(hù)人生理參數(shù)實時遠(yuǎn)程監(jiān)測、異常情況警告和短信查詢等功能，避免人工測量的麻煩，減輕醫(yī)護(hù)人員的負(fù)擔(dān)，保證受監(jiān)護(hù)人始終處于監(jiān)控狀態(tài)。經(jīng)驗證，本方案在實際運行中穩(wěn)定、可靠，可廣泛應(yīng)用于各類無人值守遠(yuǎn)程智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。