高 尚，史興娟，吳偉林，孫建成

（1.南京海之感信息技術(shù)有限公司江蘇 南京211111；2.南京微傳物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司 江蘇 南京211111）

救護(hù)車遠(yuǎn)程飛救系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高 尚1，史興娟2，吳偉林2，孫建成2

（1.南京海之感信息技術(shù)有限公司江蘇 南京211111；2.南京微傳物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司 江蘇 南京211111）

為了實(shí)現(xiàn)對救護(hù)車上的病人心電參數(shù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測的需求，提出了一種基于無線傳感技術(shù)的救護(hù)車遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)可以完成心電信號(hào)、語音圖像、GPS坐標(biāo)的數(shù)據(jù)采集和傳輸，系統(tǒng)軟件采用IAR Embedded system進(jìn)行編程，能夠完成對系統(tǒng)多種信號(hào)進(jìn)行采集和傳輸。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)具有操作簡便、測試準(zhǔn)確的特點(diǎn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

實(shí)時(shí)監(jiān)測；無線傳感技術(shù)；心電參數(shù)；救護(hù)車

目前，隨著醫(yī)患關(guān)系緊張、醫(yī)療資源短缺等問題的日益凸顯，醫(yī)院的信息化和移動(dòng)醫(yī)療的發(fā)展己經(jīng)成為醫(yī)院和老百姓日益增長的迫切需求。就拿急性心腦血管疾病來說，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國范圍內(nèi)有心腦血管病患者2.7億，每年死于心腦血管病的人數(shù)近300萬—這個(gè)數(shù)字己經(jīng)占到總死亡構(gòu)成的45%[1-6]。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在我國，每12秒就有一個(gè)患者死于心腦血管疾病。毫不夸張地說，心腦血管疾病己經(jīng)成為中國乃至世界范圍內(nèi)人類健康的第一殺手。同時(shí)，我國每年由于心腦血管疾病所花費(fèi)的醫(yī)療費(fèi)用及勞動(dòng)力損失逾2 000億元，給社會(huì)和家庭造成沉重的負(fù)擔(dān)，然而這其中，由于未得到及時(shí)救治而失去生命的心腦血管疾病患者占了總死亡人數(shù)的絕大多數(shù)。再以車禍、火災(zāi)、地震等大人員數(shù)量的急救為例，以往大量傷員被送到醫(yī)院由于需要對每個(gè)傷員重新進(jìn)行分診診斷，容易導(dǎo)致醫(yī)院場面混亂無序，甚至手忙腳亂。這嚴(yán)重影響了急救的效率，耽誤了搶救的黃金時(shí)間，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年有一半以上的傷員因搶救不及時(shí)而失去生命。所以，因醫(yī)療資源有限所誘發(fā)的醫(yī)患矛盾日漸突出，更是進(jìn)一步激化了社會(huì)的不穩(wěn)定因素一一病人多、醫(yī)生少、費(fèi)用高、信任低、血案頻發(fā)一一這一切都交織在一起，成為大國不可承受之重。然而目前醫(yī)院急救流程復(fù)雜，急救車把患者送到醫(yī)院后由分診開始到最后實(shí)施救治，這過程中經(jīng)歷的各項(xiàng)生命體征檢查、病例的建立、急救醫(yī)生到位、專家會(huì)診、手術(shù)準(zhǔn)備等等一系列事項(xiàng)將花費(fèi)短則幾分鐘，長則1小時(shí)的時(shí)間，導(dǎo)致了很多患者得不到最及時(shí)的搶救，甚至很多患者就死在了等待救治的過程中。

可見，對救護(hù)車上的病人實(shí)施遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測變得非常重要。為了實(shí)現(xiàn)對病人實(shí)施遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測，在做了需求分析的基礎(chǔ)上，提出并設(shè)計(jì)了一種基于無線傳感技術(shù)的救護(hù)車實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)能夠完成對病人體征參數(shù)的準(zhǔn)確測試。

1 總體設(shè)計(jì)

該測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該系統(tǒng)可以對接心電監(jiān)護(hù)儀、CMOS攝像頭和音頻話筒、GPS模塊，通過2.4GHZ無線實(shí)時(shí)采集十二導(dǎo)聯(lián)心電圖、血壓、血氧、血糖、肌鈣蛋白、BNP等生命體征數(shù)據(jù)、現(xiàn)場的音視頻數(shù)據(jù)和車載地理信息，并將所有數(shù)據(jù)從病人事發(fā)現(xiàn)場傳輸?shù)骄茸o(hù)車上的車載中央處理器接收基站中；該系統(tǒng)還可以連接3G或4G模塊和VSAT衛(wèi)星通訊模塊，系統(tǒng)可以從車載中央處理器接收基站讀取音視頻數(shù)據(jù)、生命體征數(shù)據(jù)、地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)并通過3G或4G或VSAT衛(wèi)星通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程醫(yī)院中心。同時(shí)系統(tǒng)可以通過3G或4G或VSAT衛(wèi)星通訊模塊將病人的電子病歷信息快速下載并快速反饋到中心醫(yī)院。本系統(tǒng)是將急救電子病歷系統(tǒng)、救護(hù)車上與搶救現(xiàn)場實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘與分析系統(tǒng)、救護(hù)車定位與跟蹤系統(tǒng)、呼叫與調(diào)度指揮系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)時(shí)鐘同步系統(tǒng)、患者就醫(yī)全程時(shí)間軌跡自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)于一體的遠(yuǎn)程急救與監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

測試系統(tǒng)硬件[7-8]主要由車載中央處理器、2.4 GHz無線模塊、GPRS無線模塊、CDMA模塊、衛(wèi)星通訊模塊、語音視頻裝置、急救裝置、體征參數(shù)檢測裝置[9]、GPS[10-12]等組成，其中體征參數(shù)檢測裝置包括血壓節(jié)點(diǎn)、血氧節(jié)點(diǎn)、血糖節(jié)點(diǎn)、12導(dǎo)聯(lián)心電圖節(jié)點(diǎn)、脈搏節(jié)點(diǎn)、體溫節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。車載中央處理器通過網(wǎng)卡連接語音視頻裝置，并將采集到語音和視頻數(shù)據(jù)通過GPRS無線模塊、CDMA模塊、衛(wèi)星通訊模塊發(fā)送出去。車載中央處理器通過串口與GPRS無線模塊、CDMA模塊、衛(wèi)星通訊模塊和體征參數(shù)檢測裝置相連。車載中央處理器通過2.4 GHz無線頻段[13]與將體征參數(shù)檢測裝置中的血壓節(jié)點(diǎn)、血氧節(jié)點(diǎn)、血糖節(jié)點(diǎn)、12導(dǎo)聯(lián)心電圖節(jié)點(diǎn)、脈搏節(jié)點(diǎn)、體溫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，并將數(shù)據(jù)通過GPRS無線模塊、CDMA模塊[14]、衛(wèi)星通訊模塊發(fā)送出去。車載中央處理器通過GPS模塊將車的坐標(biāo)信息位置發(fā)送出去。

圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

該測試系統(tǒng)的軟件采用IAR Embedded system編程，IAR Embedded Workbench是一款嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具，其包括了嵌入式C/C++優(yōu)化編輯器、匯編器、連接定位器、庫管理員、編輯器、項(xiàng)目管理器和C-SPY調(diào)試器。作為一款第三方的開發(fā)工具，IAR Embedded Workbench支持 51、ARM、MSP430和許多其它處理器制造商生產(chǎn)的處理器芯片的軟件開發(fā)，IAR Embedded Workbench的優(yōu)點(diǎn)在于入門容易、使用方便、代碼緊湊和對不同的微處理器提供一樣的直觀界面。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

在軟件設(shè)計(jì)中，體征數(shù)據(jù)采集軟件主要用來實(shí)現(xiàn)對血氧、血壓、血糖、12導(dǎo)聯(lián)心電、溫度數(shù)據(jù)的采集；語音視頻軟件主要是用來采集救護(hù)車內(nèi)救護(hù)人員的語音和車內(nèi)的視頻狀況。急救裝置控制軟件主要用來控制急救裝置的系統(tǒng)中模擬量信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)的產(chǎn)生；無線通信軟件主要用來實(shí)現(xiàn)車載中央處理器與遠(yuǎn)程中心之間的通信功能，以及車載中央處理器與體征參數(shù)檢測裝置之間的通信。系統(tǒng)軟件主要用來管理體征數(shù)據(jù)采集軟件、語音視頻軟件、和無線通信軟件。整個(gè)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖4所示。測試過程中，在完成數(shù)據(jù)采集通過無線模塊發(fā)送給遠(yuǎn)程中心。

4 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

救護(hù)車遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)終端采集與傳輸軟件是為用戶特殊定制的一款采集生命體征數(shù)據(jù)的軟件。安裝了該軟件的電腦用戶，不但可以接收并瀏覽來自系統(tǒng)采集生命體征設(shè)備的數(shù)據(jù)，還可以將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)、Wifi、3G網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆破脚_(tái)的個(gè)人健康檔案中心。圖5是體征參數(shù)數(shù)據(jù)采集示意圖是采用visual C++[15-16]軟件開發(fā)。通過實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，該測試系統(tǒng)測試結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠。

圖4 軟件設(shè)計(jì)的流程圖

圖5 無線心電數(shù)據(jù)采集示意圖

當(dāng)使用無線心電監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行測量前，需要首先將電極片正確的貼在病人的身上；然后按一下心電監(jiān)護(hù)儀上的開關(guān)機(jī)鍵，心電監(jiān)護(hù)儀上的藍(lán)色指示燈開始閃爍，代表心電監(jiān)護(hù)儀與測量界面連接成功。此時(shí)測量界面就有心電數(shù)據(jù)。測量結(jié)束后，斷開心電監(jiān)護(hù)需要按心電監(jiān)護(hù)儀上的電源鍵 至少3秒之后放開，此時(shí)心電監(jiān)護(hù)儀的指示燈連續(xù)快速閃爍，則連接被成功斷開。測量中，根據(jù)默認(rèn)設(shè)置，數(shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)上傳到云平臺(tái)的個(gè)人健康檔案中心。

5 結(jié) 論

該救護(hù)車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用無線傳感節(jié)點(diǎn)為硬件平臺(tái)，軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，提高了系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)性。該測試系統(tǒng)已用于多家醫(yī)院120急救中心的救護(hù)車進(jìn)行測試，實(shí)際應(yīng)用表明該測試系統(tǒng)具有測試準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠、人機(jī)界面友好等特點(diǎn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

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Design of portable power control unit test system based on LabWindows/CVI

GAO Shang1，SHI Xing-juan2，WU Wei-lin2，SUN Jian-cheng2
（1.Nanjing Hizisense Technology Company，Nanjing 211111，China；2.Nanjing Weichuan Technology Company，Nanjing 211111，China）

In order to satisfy the requirement of the remote ECG real-time monitoring for the patient in ambulance，the design of the real-time monitoring system based on IAR Embedded software is designed in this paper.The system is used to acquire the ECG signals，video and speech signals，and GPS coordinate，and then transmit them to monitoring center.The software system adopts the IAR Embedded software as development environment.The real-time monitoring system can acquire and transfer these types of signals.The experiment and application show that this test system has good performance，and achieve the design requirement.

real-time；wireless sensor network；ECG signals；ambulance

TN92

：A

：1674－6236（2017）01-0067-04

2015-12-13稿件編號(hào)：201512141

高 尚（1985—），男，江西上饒人，博士，中級工程師。研究方向：無線傳感網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)測控。