摘要：目的 目前醫(yī)院患者日益增多，為了減少了醫(yī)護人員的工作負擔(dān)，提高醫(yī)護人員工作效率和服務(wù)質(zhì)量，設(shè)計了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的心電監(jiān)護設(shè)備。方法 采用Zigbee、嵌入式C語言和visual studio等技術(shù)進行硬件和軟件開發(fā)。結(jié)果 通過測試表明，無線心電監(jiān)護系統(tǒng)具有傳輸距離遠、消耗功率低的特點。結(jié)論 無線心電監(jiān)護系統(tǒng)為醫(yī)院的推廣應(yīng)用提供了基礎(chǔ)，同時指出了該系統(tǒng)有待解決的問題，以及進一步研究的方向。

關(guān)鍵詞：心電監(jiān)護； 醫(yī)療； 無線通信； 傳感網(wǎng)絡(luò)

1 引言

目前，無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于醫(yī)院的多個系統(tǒng)，比如遠程監(jiān)控患者的康復(fù)過程、遠程醫(yī)療監(jiān)控、嬰兒防盜、資產(chǎn)定位、心率測量等。隨著醫(yī)院住院人數(shù)的不斷增加，傳統(tǒng)的心電監(jiān)測設(shè)備已經(jīng)無法滿足患者的需求，同時也影響了醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量。為解決這些問題，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)心電監(jiān)護是一個新的思路。無線心電監(jiān)護系統(tǒng)將大大提高醫(yī)生和護士的工作效率和服務(wù)質(zhì)量，減少人力資源的浪費，從而使患者得到更好的服務(wù)。

2 無線心電監(jiān)護系統(tǒng)框架

無線心電監(jiān)護系統(tǒng)的工作流程如下。該系統(tǒng)在一個病房放置n個心電監(jiān)護傳感節(jié)點，n由一個病房的床位數(shù)決定，其中一個節(jié)點作為遠程傳輸?shù)幕?，該基站能直接同主接收單元通信。在一個病區(qū)布置k個發(fā)送傳感單元，k由病房數(shù)量和傳輸距離決定。護士站PC客戶端通過網(wǎng)絡(luò)與主接收單元通信，并將心電信號顯示出來。

通過上面的流程，可以看出無線心電監(jiān)護系統(tǒng)主要有三個部分組成：傳感單元、主接收單元和PC客戶端。傳感單元包含心電監(jiān)護單元（由電子傳感器、多種濾波器和信號處理電路組成）、微控制器、無線收發(fā)模塊和天線系統(tǒng)。該節(jié)點可通過開放的傳播信道連續(xù)不斷地傳輸心電信號。主接收單元由無線收發(fā)模塊、信號處理模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊構(gòu)成。PC客戶端是Dell公司的商用電腦。

3 無線心電監(jiān)護系統(tǒng)設(shè)計

無線心電監(jiān)護系統(tǒng)的設(shè)計主要分兩部分，硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。

為了設(shè)計合理科學(xué)的硬件，對心臟信號的物理特性以及常規(guī)測量心電信號的原理進行了研究，并分析了心電監(jiān)護儀工作原理。通過對心電原理的研究，找到了滿足所需規(guī)格基準(zhǔn)的詳細器件，具體如下。傳感單元包括直流穩(wěn)壓電源裝置（輸出電壓范圍是3.3～5V），心電監(jiān)護傳感器，16位低功耗微控制器MSP430F147，無線收發(fā)模塊CC2530（可編程的輸出功率高達4.5 dBm；接收靈敏度是-97dBm）和天線系統(tǒng)（集成在芯片上）。無線心電監(jiān)護系統(tǒng)理想的射頻數(shù)據(jù)傳輸速率約為250kbps。另外，主接收單元由無線收發(fā)模塊CC2530，信號處理模塊DM642，以太網(wǎng)收發(fā)器LXT971和直流電源組成。PC客戶端是Dell公司的商用電腦OptiPlex 3010。

軟件設(shè)計主要包括兩個部分，傳感單元和主收發(fā)單元采用嵌入式C語言設(shè)計，PC客戶端顯示軟件使用visual studio開發(fā)。

在醫(yī)院病區(qū)通過測試表明，無線心電監(jiān)護系統(tǒng)在2.4GHz工作頻率下，發(fā)射功率為4.5dBm，數(shù)據(jù)傳輸速率為250kbps，能夠傳輸?shù)木嚯x可達50多米。

4 結(jié)論

無線心電監(jiān)護系統(tǒng)樣機已經(jīng)設(shè)計完成，并在多種環(huán)境下進行了測試。測試結(jié)果證明了該系統(tǒng)的可行性，為醫(yī)院進一步的推廣應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)具有體積小、功耗低、傳輸距離遠的優(yōu)點，是構(gòu)建移動醫(yī)療服務(wù)的一種新模式，對醫(yī)院信息化起到了重要的拓展和細化作用。但是一些技術(shù)問題如準(zhǔn)確性和安全性還需進一步研究，也有待于醫(yī)管部門的評估和監(jiān)管。

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