物联网技术在医疗领域中实施远程监护的应用研究
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[摘要]在物联网技术快速发展的今天，医疗领域已经成为物联网应用的一个重要领域。医疗领域的远程监护系统利用先进的便携式数字医疗物联传感器，并融合多媒体相关技术及短途无线通信技术，在医院中对病人的身体状况进行远程监护，使病人可以得到及时有效的医疗救助。
[关键词]物联网；远程监护；传感技术；医疗救助
[DOI]1013939/jcnkizgsc201619054
新兴的物联网技术是指通过信息传感器（对信息进行监控）、GPRS、激光扫描器等技术，对各时间段的信息进行有效监控及有效采集。数据采集主要指声音、光能、热能等各种实体的物理现象，通过对数据的综合处理，并利用网络信息传输，实现人与物之间的连接和识别。物联网及其相应技术应用到医疗领域，可实现物资管理的可视化、医疗信息的数字化和医疗过程的数字化。
1物联网技术概述
物联网产业一般分为标识、感知、信息传送和数据处理四个环节。其核心技术主要包括射频识别技术、传感技术、网络与通信技术等。
11射频识别技术
射频识别技术（即RFID技术）是一种无接触的自动识别技术，利用射频信号及其空间耦合传输特性，实现对静态或移动待识别物体的自动识别，用于对监控对象的信息进行系统化标识。RFID与互联网、通信技术相结合，能够对监控对象在大范围领域跟踪及信息共享，在物联网识别信息和短途无线通信上有重要的作用。
12传感技术
物联网的基础是信息采集，信息采集主要是通过传感器、传感节点和电子标签等方式完成的。利用传感器及传感网技术，对监控的物体或环境进行实时监控，将传感器收集到的大量数据传输到数据服务中心，存储到大型数据库，然后进行智能化处理和显示，形成传感信息系统。
13网络与通信技术
物联网在信息传递方面包括短途通信技术和远距离通信技术两个方面。短途通信技术包括射频识别技术、蓝牙传输等方面的技术。远距离通信技术则涵盖互联网的组网、网关等相关技术。
2物联网在医疗领域远程监护中的应用
像体温、脉搏、呼吸和血压等人体生命体征的参数是人体内在活动的客观反映，是判断人体健康状态的基本依据和指标。当人体受到伤害时各项指标如体温、脉搏、呼吸、血压及血氧饱和度首先出现不同程度的异常，通过获取人体内这些相关的数据可以反映出病情的发展变化。通过给病人佩戴无线传感器进行远程监护，利用这些传感器实时采集病人的体温、脉搏、血压等生理数据，再通过无线接入AP传输到数据服务中心后进行综合处理，医生能够通过监护系统及时获取有关的数据，掌握监护病人的病情变化，及时救治。目前，常用的远程监护形式有以下两种。
1腕带式佩戴手环
通过物联网及RFID技术，可以帮助我们实现对病人进行远程监护管理。
目前，医院监护系统通常采用固定的医疗监护设备，首先利用传感器来采集人体的生理参数数据，然后通过线缆把采集到的数据传输到监护中心，进而进行数据的分析。这种传统的监护系统，因为是建立在线缆连接基础上的，往往设备体积大、功耗大，非常不方便携带；同时，也在一定程度上限制了病人和医护人员的行动，不仅增加了他们的负担，而且风险巨大，这种传统的医疗监护方法容易增加病人心理压力和紧张情绪，如果影响到病人身体状况，那么诊断数据与病人真实的生理状况会产生差异，影响对病情的正确诊断，尤其是对病人进行连续、长时间的监测，数据容易失真。
因此，无线医疗监护技术越来越受到关注，尤其是经常需要测量生理参数的患者，如果能够在随意运动的状态下接受监护，那将会大大提高医疗数据的质量。以无线局域网技术和RFID技术为基础，通过采用智能型手持数据终端为移动中的人员提供随身数据，可以实现智能化无线医疗监护服务。
我们可以将腕式RFID标签佩戴于工作人员和病人手腕。病人出现紧急情况时，可通过标签上的紧急按钮进行呼叫。这样可以实现对医护人员和患者的定位和追踪。腕式标签应具有防拆卸功能，预防病人佩戴的标签被非法拆卸或破坏。
医护人员随时可利用WiFi无线网络实时联机，通过智能型手持数据终端，来获取全面医疗数据的信息服务系统；同时，可借由病人佩戴在手上的装有RFID的手环，读取该患者目前的检查进度及历史记录和临床检查结果，与医院信息系统数据中心的数据交互后，可以对比患者病情的变化情况。
据悉，目前在国际上基于WiFi定位技术的RTLS系统已经成为一种主流技术，主要在医疗领域进行医院的资产、设备和病人的追踪，可以及时了解和掌握关键工作人员、资产和医疗设备的实时位置信息。
2智慧型药柜
在医疗方面，慢性病患者与独居老年人按时服药尤其重要，为了提醒他们能够按时吃药，亚洲大学的研发团队研发了一种“智慧型药柜”，所采用的技术是RFID无线射频技术。首先用户佩戴有RFID身份辨识的标签，并把从医院拿回来的药进行专属的RFID标签配置，智慧型药柜将会对各种药品的用法与用量，以及必须服用的时间进行记录。当需要服药时，药柜就会自动发出语音的提示，同时药柜上的屏幕也会播放出所需服用的药品照片及名称。通过采用RFID技术进行监测和记录药品取出和返回药柜的频率，可以帮助用户获取是否已经服药的信息，防止服药次数过于频繁。因为用户配有RFID身份辨识的标签，因此，用户一旦拿错了药，药柜就会发出警示。
3物联网远程监护系统的主要设计思路
1实时获取与传输生理数据
远程监护系统采用物联网的四层体系结构，从各种医疗传感器中实时获取生命体征数据，通过蓝牙方式把数据传输给PDA，PDA通过3G网或者因特网把数据上传到数据中心，应用层分析并处理数据中心的数据，为每个病人建立健康模型。病人的生理在指定的NFC设备上进行采集并实时传输到中央节点，利用串口连接中央节点模块发送给ARM控制中心。与远程数据服务中心连接的方式有两种，一是通过串中连接GPRS模块，然后通过GPRS进行数据发送。二是通过USB连接WIFI模块，通过WIFI数据发送到数据服务中心。
由于GPRS网络在全球范围内实现了联网和漫游，而基于GSM网络的数据采集与无线传输系统，正是借助系统网络信号，利用短信自助业务实现数据的双向传递。因此可以利用GSM的短信息服务，实现信息在移动网络上存储和转接。通过通信接口在物理层上实现GSM模块的连接，达到远程的目的。系统中各模块相互独立，彼此又相互依赖，共同完成数据的传输。数据收发模块在系统中起着承上启下的作用，是系统的核心模块。人体的生命体征，即体温、脉搏、呼吸、血压及血氧饱和度分别由相应电子模块采集并传入控制器，控制器通过监护装置按键或超级管理员手机进行显示和设定。控制器根据设定的手机号码利用GSM网络将测得的数据编辑为一条短信发送给监控中心主机进行处理或发送给指定手机。
2远程监护系统服务器功能的实现
移动端的界面设计通常采用JSP、Servlet、Spring三层架构（Spring Model-View-Controller，Spring MVC）、JS、AJAX、Java Mail。Spring MVC框架是Java EE信息系统开发过程中所使用的一个重要的应用程序编程接口，它提供了构建Web应用程序的全功能MVC模块。使用Spring MVC构架，可以实现很多功能模块的分别处理，更加容易实现不同功能的定制处理。此框架还兼容主流媒体移动设备平台的统一UI接口系统以及前端开发框架。
数据服务器系统构建方式具体方法为：首先配置开发环境，开发硬件需要在服务器端搭建Java开发系统环境，安装JDK、eclipse、MySQL数据库；所使用的Web服务器为Tomcat服务器。利用eclipse编写Java代码，逐步实现系统功能，进行系统uI设计完成系统页面制作；连接数据库，利用Tomcat运行项目并进行测试；在服务器端利用个人电脑搭建站点，将开发机设置为服务器。数据服务中心对数据库中的数据进行处理，并通过使用动态网页技术将处理的结果进行实时显示和报警。
4结论
医疗领域远程监护系统是通过物联网技术和无线传感技术对病人生理特征的相关数据进行获取、传输、综合处理来实现远程监护。它对病人的监控提供更方便、更快捷的技术实现方法和途径。此外，监护对象也可以是正常人，如我国已经步入了老龄化社会，利用远程监护系统对老人的健康进行监护的需求也日趋扩大。
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