無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療中的應(yīng)用

eaoogle_WSN

摘要：首先簡介無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療中的應(yīng)用情況，接著對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)以及監(jiān)護(hù)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，最后，闡述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到醫(yī)療監(jiān)護(hù)時(shí)存在的挑戰(zhàn)。

0 引言

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)是一項(xiàng)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等多種領(lǐng)域技術(shù)的新興技術(shù)，該技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用場景。

隨著技術(shù)的發(fā)展，WSN(Wireless Sensor Network)將會(huì)在醫(yī)療實(shí)踐的許多方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本文主要闡述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)以及監(jiān)護(hù)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般原則。

1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1。在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)布置大量傳感器節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間采用自組織方式進(jìn)行組網(wǎng)以及利用無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)融合轉(zhuǎn)發(fā)雙重功能。節(jié)點(diǎn)對(duì)本身采集到的信息和其它節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給它的信息進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理和信息融合之后以相鄰節(jié)點(diǎn)接力傳送的方式傳送到基站，然后通過基站以互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星等方式傳送給最終用戶。

節(jié)點(diǎn)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能單元，具體應(yīng)用不同，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)也不盡相同。傳感器節(jié)點(diǎn)的基本組成模塊有：傳感單元、處理單元、通信單元以及電源部分，節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)見圖2。此外，根據(jù)具體應(yīng)用要求可以添加功能單元，如：定位系統(tǒng)、移動(dòng)系統(tǒng)以及電源自供電系統(tǒng)等。

2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療中的應(yīng)用情況

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用其自身的優(yōu)點(diǎn)(如低費(fèi)用、簡便、快速、實(shí)時(shí)無創(chuàng)的采集患者的各種生理參數(shù)等等)，使其在醫(yī)療研究、醫(yī)院普通/ICU病房或者家庭日常監(jiān)護(hù)等領(lǐng)域中有很大的發(fā)展?jié)摿Γ�是目前研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

在病人身上放置用于檢測人體參數(shù)的微型傳感器節(jié)點(diǎn)，可對(duì)病人的心率、血壓、心電、心音等生理參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將信息匯總傳送給監(jiān)護(hù)中心，進(jìn)行及時(shí)處理與反饋;利用WSN長期收集被觀察者的人體生理數(shù)據(jù)，對(duì)了解人體健康狀況以及研究人體疾病都很有幫助。此外，在藥物管理和研制新藥品、血液管理等諸多方面，也有其獨(dú)特的應(yīng)用。總之，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為未來的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)提供了更加簡便、低費(fèi)用的實(shí)現(xiàn)手段。

3 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療體系結(jié)構(gòu)

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要由醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)基站(醫(yī)療SINK節(jié)點(diǎn))以及社區(qū)/醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心這幾個(gè)部分組成。其監(jiān)護(hù)體系如圖3所示。

圖3　一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)與監(jiān)護(hù)基站組成個(gè)人/家庭或者病房無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)這樣的網(wǎng)絡(luò)可以組成社區(qū)或整個(gè)醫(yī)院監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)，甚至更大范圍的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。首先，醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)采集人體生理參數(shù)，并對(duì)采集到參數(shù)簡單處理后，通過無線通信的方式直接或者間接逐跳方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)交�站上。監(jiān)護(hù)基站對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理后轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)護(hù)中心，監(jiān)護(hù)中心進(jìn)行分析處理，并及時(shí)對(duì)病人進(jìn)行信息反饋。監(jiān)護(hù)中心還可以采用多種方式(Internet，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，與其它監(jiān)護(hù)中心共享信息。

（未完）