基于GPRS的远程医疗系统终端的设计与实现

国内有关远程医疗方面的研究大多是利用电话线传输医学图像或利用网络进行远程会诊。例如："心脏BP机"也是利用固定电话实现的数据传输；中卫莱康科技发展（北京）有限公司的技术部负责人介绍说，远程心脏监护技术主要由信息采集、数据传输和数据处理等几部分构成。信息采集技术是在传统医疗器械的基础上根据移动特性修改的，已相当成熟。而此前一些人比较担心目前的网络能否准确传输远程心脏监护中需要的大量、复杂数据，其实这在目前2.5G的网络环境下也不再是技术难题。放眼3G网络环境，数据传输速率将更加快速，用户使用会更加方便，而且预期的使用费也会更加便宜，可以实现瞬间完成心电数据等内容的传输，从而实现大数据量长时间的实时监护；福州大学已研制成的"CTTM-1000远程心电中央监护系统"，用户端的心电监测发送装置由无线发送和座机两部分组成，可工作于基本声祸合和无线发射转发工作方式，最后通过电话线传送数据，可对患者心电进行监护和动态分析，存储异常心电并报警，患者可随时将已存储的或实时的心电信号通过公用电话网以数字调制方式传送到医院监护中心［5］;此外还有解放军总后勤部卫生部提出了军队卫生系统信息化建设"三大工程"，并分别被列为国家"金卫工程"军字1、2、3号工程，其中军字2号工程即为建设全军医药卫生信息网络和远程医疗会诊系统；1995年上海教育科研网、上海医大远程会诊项目启动，并成立了远程医疗会诊研究室。上海医科大学建立并实验实现了国内第一家较为完善的基于INTERNET网的远程医疗系统模型，该系统模型主要采用客户/服务器框架结构，以支持分布式并发和多媒体处理的SYBASE数据库作为主要的后台数据库服务器，利用目前应用广泛的桌面视频会议系统作为远程专家会诊的技术主干，在实验和推广过程中取得了比较成功的经验。2006年1月12日在人民大会堂举行了"中国远程心电监测网络体系"的启动仪式，解决中国心血管疾病，降低发病率、复发率、致残率和致死率，提高全民保健意识［6］。

　　国外在60年代开始进行移动医疗方面的研究。美国联航正投入试验运行的远程医疗系统，提供了全方位的生命信号检测，包括心脏、血压、呼吸等。在飞行过程中，可通过移动通讯系统及时得到全球各地的医疗支持；希腊还有一种安装于救护车的监护系统，通过GSM网与医院的监护中心取得联系，可随时监测患者生理参数，及时获得医生指导，争取抢救时间，这一系统已在希腊、瑞典、意大利、塞浦路斯投入使用；日本北海道大学的一个远程医疗小组研究了多种移动通信方式的远程监护系统，可用于飞机、轮船、救护车等移动条件下的病人监护；乔治亚州教育医学系统（CSAMS）是目前世界上规模最大、覆盖面最广的远程教育和远程医疗网络，可进行有线、无线和卫星通信活动，远程医疗网是其中的一部分。

　　目前，面向家庭、个人的远程医疗监护系统成为医疗技术领域的热点，随着数字移动通信技术发展和完善，基于GPRS的移动医疗必将成为远程医疗发展的一个必然趋势，在人们的日常生活中起者举足轻重的作用。

　　1.3 本论文研究的内容

　　本论文主要研究了移动医疗系统的数据采集终端部分，该终端由五部分组成：心电采集、体温采集、主控电路、液晶显示和串行通信。该终端由用户随身携带，随时监测用户的生理信号，并可通过液晶实时显示。本文详细论述了信号采集的软硬件设计过程，利用数据处理软件处理生理信号的方法过程以及主控电路及外围电路的设计过程。此外，本终端还设置有RS232口、USB口和蓝牙通信模块，能方便直接和监护中心进行可靠数据通信。

　　2 生物医学信号特性分析

　　2.1 生物医学信号的特点

　　生物医学信号属于强噪声背景下的低频微弱信号，它是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号，从信号本身特征、检测方式到处理技术，都不同于一般的信号［7］。

生物医学信号由于受到人体诸多因素的影响，因而有着一般信号所没有的特点。①信号弱，例如从母体腹部取到的胎儿心电信号10~50uV。脑干听觉诱发响应信号小于1uV。②噪声强，由于人体自身信号弱，加之人体又是一个复杂的整体，因此信号易受噪声的干扰。如胎儿心电混有很强噪声，它一方面来自肌电、工频等干扰，另一方面，在胎儿心电中不可避免地含有母亲心电，母亲心电相对我们要提取的胎儿心电则变成了噪声。③频率范围一般较低，除心音信号频谱成份稍高外，其他电生理信号频谱一般较低。④随机性强，生物医学信号不但是随机的，而且是非平稳的。正是因为生物医学信号的这些特点，使得生物医学信