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面向健康监护的无线通信方案设计与实现.doc

泰然健康网
2024-12-07 11:48

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文参考文献...............................................................................................................61 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 ........................................................65 哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限.............................................66 致谢...................................................................................................................67 - VI - 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第 1 章绪论课题研究背景进入 21 世纪以后，通信技术、传感器技术和生理参数检测技术的进步，不仅促进了社会经济的发展，还改变了传统的医疗电子行业。随着社会经济增长和人们物质生活水平提高，越来越多的人开始逐渐关注自身健康状况[1]。由于现代生活节奏的加快，导致人们的平均健康水平逐渐降低，由心血管等疾病所引起的死亡人数正逐年增加[2,3]。据世界卫生组织统计，世界每年因心血管病死亡的人数就已经达到了一亿六千万，并且这一数据还呈逐年上升趋势。目前中国的人口占世界总人口的 22%，医疗资源却仅占世界的 2%，在有限的医疗资源里，80%分配在城市，20%分配在农村。除了地域分配不均[3]，医院医疗资源的配置也存在极大的差距：目前广泛应用于病房、手术室的多生理参数监护系统设备，由于移动性差、价格昂贵等因素，大都集中在大医院。传统的监护医疗系统一般采用有线连接的方式，通过生理参数传感器采集病人的生理参数，采集的生理参数以有线方式传输给目标监护仪进行处理，处理后再实时显示在监护仪上。这些连接线不仅束缚了病人活动区域，也容易造成病人的感觉不适和压力情绪，从而影响检测的准确性，给患者病情的正确评估带来难度。另一方面，由于是实时显示在监护室的监护仪上，医生往往需要到病人的病房来记录查看其身体状况，由于监护节点多，医生的工作量也会相应增大，这也进一步加剧了医疗资源的紧张[3,4]。另外，我国人口老龄化快速增长也将进一步刺激便医疗监护产品的需求，加快健康监护技术的发展。据人口普查数据统计表明，截止到 2013 年底，我国 60 岁以上老年人口数量已经突破 2 亿，另外有研究数据预测，到 2030 年左右我国 60 岁以上老年人口数将增长到 4 亿人左右[5]，人口老龄化这一现象必然导致医疗资源紧张和医疗服务增加。为解决这一问题，低成本、便携性、高可靠性的无线健康监护系统平台势必成为以后医疗技术发展的重点[5,6]。本课题正是基于人口老龄化现象以及传统健康监护的问题提出来的，课题致力于实现对病人进行有效多生理参数健康监护的无线网络通信，完善当前传统医疗监护系统的不足以及应对未来医疗资源快速增长的需求。本课题来源于校企合作中实习参与的监护医疗项目，项目采用了公司研发的仪器设备，本人主要完成健康监护系统平台中无线通信网络的方案设计和功能实现。 - 1 - 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文课题研究目的和意义在传统的有线健康监护医疗系统中，主要存在以下几个方面的问题：（1）有线健康监护医疗一般需要医生每隔一段时间到患者身边查看，这种方式大大增加了医生的工作量，如果对于传染病，其弊端显而易见[5]；（2）相对于需要长时间健康监护的患者来说，由于有线的束缚，患者不能随意走动，如果监护患者此时处于康复期，只是因为有线监护的方式而让其自由活动受到限制[2]，这样反而不利于患者的康复治疗；（3）传统的有线监护仪设备体积大、连线复杂、功耗大等缺点也使得在病房的健康监护医疗受到限制[6]。随着科技发展，生活的各个领域都有无线通信技术的应用，目前我们比较常用的无线通信技术有蓝牙（Bluetooth）、超宽带（Ultra Wideband，UWB）、 Zigbee 和 WiFi（Wireless Fidelity）等[3]，这些无线通信技术在我们的生活和工作中越来越普及，其应用成本也越来越低，这也为无线通信技术在健康监护医疗领域的广泛应用带来了机遇。无线健康监护通信网络无需复杂的网络布线、扩展性强，并且使得作为生理参数采集端可以进一步微型化，方便患者随身携带。生理参数采集端将采集到的病人生理参数信息通过无线通信网络将数据传输到终端监护中心，医护人员只