智能醫(yī)療系統(tǒng)

基于物聯(lián)網技術的成員：王培成1202304020

劉宇晨1202304013智能醫(yī)療系統(tǒng)前言系統(tǒng)簡介系統(tǒng)構成拓撲結構設計智能醫(yī)療系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)智能醫(yī)療系統(tǒng)展望智能醫(yī)療系統(tǒng)無線傳感器網絡(WSN)無線傳感器網絡(WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網絡覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。無線傳感器網絡(WSN)是一項綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等多種領域技術的新興技術，該技術具有廣泛的應用場景。返回無線傳感網與醫(yī)療隨著科學技術的發(fā)展，無線傳感器網絡相關技術逐漸進入醫(yī)療領域，它作為傳感器技術、電子技術、網絡技術以及無線通信技術相結合的新興產物，能夠實現(xiàn)對病人多種生理參數的遠程、實時檢測，幫助醫(yī)院醫(yī)護人員及時高效地對病人進行遠程監(jiān)護與診斷。我們主要研究無線傳感器網絡醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的體系結構以及監(jiān)護節(jié)點設計方面。返回智能醫(yī)療的概念智能醫(yī)療結合無線網技術、射頻識別技術（RadioFrequencyIdentification）即RFID技術、物聯(lián)網技術、移動計算技術、數據融合技術等，實現(xiàn)監(jiān)護等許多方面工作的無線化、智能化，全面改變和解決現(xiàn)代化數字醫(yī)療模式、智能醫(yī)療及健康管理、醫(yī)院信息系統(tǒng)等的問題和困難.智能醫(yī)療通過打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺，利用最先進的物聯(lián)網技術，實現(xiàn)患者與醫(yī)務人員、醫(yī)療機構、醫(yī)療設備之間的互動，逐步達到信息化。返回智能醫(yī)療的發(fā)展現(xiàn)狀當前無線醫(yī)療主要采用的是無線局域網的技術，即通過無線局域網+RFID的模式實現(xiàn)各種醫(yī)療應用，終端方面則是采用了具備醫(yī)療定制服務功能的PDA等。同時當前智能醫(yī)療并沒有實現(xiàn)真正的智能化，只是通過設備提高了就診的便利性，智能醫(yī)療還待進一步的研究和提高。返回

根據實際的需要，我們把智能醫(yī)療系統(tǒng)醫(yī)療分成三部分，分別為智能醫(yī)院系統(tǒng)、區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)以及家庭健康系統(tǒng)。（智能醫(yī)療系統(tǒng)體系結構組成）返回智能醫(yī)院系統(tǒng)

智能醫(yī)院系統(tǒng)是一個基于無線傳感網技術、通過各樣的傳感器和路由器實現(xiàn)的智能化管理系統(tǒng)。包括以下部分：智能病房智能手術室智能導航

對有特殊需要的患者建立遠程監(jiān)測關系，及時了解患者病情，并隨時提供醫(yī)療幫助指示返回智能醫(yī)院系統(tǒng)返回

在病房部署完全覆蓋的傳感器網絡，用來監(jiān)測呼吸、血壓、心率等重要生理指標，在實時監(jiān)測的同時還保證了患者適當的活動空間，了醫(yī)院的人力資源成本；醫(yī)院根據患者病情需要配置相應的智能診療設備，實時監(jiān)測重癥患者心率、血壓、脈搏等情況；病房內使用智能藥瓶，智能提醒輸液患者輸液進程和提醒患者用藥同時提供用藥常識。智能病房返回智能病房返回智能病房返回智能診療設備智能診療設備其實還在為了實時監(jiān)測患者健康狀況，只是可穿戴設備更方便、更有效地實現(xiàn)了監(jiān)測的實時性。

在智能診療設備的設計上，是將傳感器設計在可穿戴設備中，通過傳感器發(fā)送患者的體征至醫(yī)院。具體信息傳遞見智能導航實現(xiàn)部分。返回智能診療設備返回智能手術室

智能手術室結合了機器人系統(tǒng)、人類工程學設計以及先進的通訊技術。

機器人系統(tǒng)可根據醫(yī)生的聲音進行相應的操作并只執(zhí)行其指令，機器人內窺定位系統(tǒng)可以提供非常清晰和全面的手術視野,使醫(yī)生可以精確進行手術。手術室還配備有4臺電視監(jiān)控器,可以隨時與外界保持直接的交流。外科醫(yī)生可以在熒光屏上看到病理切片的結果,病理學家也可以在手術室外逼真的觀察到病人的器官組織情況。這種手術室系統(tǒng)最終將可使遠距離或超國界操作手術成為現(xiàn)實。

返回智能手術室返回智能導航智能導航建立在動態(tài)監(jiān)測的基礎上，包括終端、基站、觸發(fā)器、服務器和多媒體設備。

終端實時上傳并接收定位對象數據，基站接收終端上傳的定位對象數據并傳送，觸發(fā)器將采集到的對象數據進行發(fā)送，服務器接收、存儲和處理定位對象數據及觸發(fā)器采集的對象數據以實現(xiàn)定位，多媒體設備則用來將導航信息反饋到定位對象。返回智能導航返回區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)是一個收集、處理、傳輸人員活動密集的區(qū)域的重要信息的衛(wèi)生平臺，主要由布置在公共區(qū)域的傳感器節(jié)點和每個區(qū)域的分站點組成。傳感器節(jié)點負責信息的采集，分站點負責信息的初步處理、發(fā)送、預警等功能。主要應對一些人員密集的公共場所的突發(fā)狀況的發(fā)生。返回區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)返回家庭健康系統(tǒng)

智能遠程健康監(jiān)測系統(tǒng)；

智能提示指導系統(tǒng)；

智能呼救定位系統(tǒng)。返回智能遠程監(jiān)測系統(tǒng)主要是通過在患者家中部署傳感器網絡來覆蓋患者的活動區(qū)域?；颊吒鶕∏闋顩r和身體健康狀況等佩戴可以提供必要生理指標（如心率、呼吸、血壓等）監(jiān)測的無線傳感器節(jié)點，通過這些節(jié)點可以對患者的重要生理指標進行實時監(jiān)測。隨后在本地簡單地處理傳感器節(jié)點所獲取的數據，其后把整理出的數據通過移動通信網絡或互聯(lián)網傳送到為患者提供遠程健康監(jiān)測服務的醫(yī)院。返回智能遠程健康監(jiān)測系統(tǒng)返回智能提示指導系統(tǒng)

與醫(yī)院方面建立了智能遠程監(jiān)測關系的患者，醫(yī)院方面將根據收到的被監(jiān)測患者的生理指標進行相關分析，來診斷患者的健康狀況，并根據診斷結果指導是否需要送至醫(yī)院救治，如果只是常見疾病，就提供用藥常識和用藥建議。返回智能提示指導系統(tǒng)返回智能呼救定位系統(tǒng)智能呼救定位系統(tǒng)是建立在遠程監(jiān)測的基礎上的，通過患者隨身攜帶的無線傳感設備，使用GPS定位技術。醫(yī)院方面使用GPS信號機接受監(jiān)測目標的衛(wèi)星信號，經信號處理而獲得用戶位置，最終實現(xiàn)利用GPS進行導航和定位的目的。返回GPS定位實例返回拓撲結構設計拓撲結構設計是系統(tǒng)設計中最重要的一部分，沒有系統(tǒng)的拓撲設計，更談不上別的了。對于我們的智能醫(yī)療系統(tǒng)來講，由于是由三個子系統(tǒng)構成，所以也由三部分的拓撲設計構成：區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)的拓撲設計；家庭健康系統(tǒng)的拓撲設計。返回區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)

對于區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)來說，由于管理的距離相對較遠，并且考慮到可拓展方面，我們選定用樹型拓撲結構進行區(qū)域傳感器網絡的結構。拓撲樹結構具有成本低、擴充方便靈活、尋找鏈路路徑方便、易于網絡維護等優(yōu)點，特別適合大型區(qū)域傳感網絡的布置。如下圖：返回區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)返回家庭健康系統(tǒng)

對于家庭健康系統(tǒng)來說，根據范圍的不同分為內部拓撲結構和外部拓撲結構兩個方面進行設計。對于外部拓撲結構來講，由于家庭數量比較多，并考慮到基本上每家每戶都有路由器，所以決定采用蜂窩型拓撲結構；對于內部拓撲結構來講，采用星型拓撲結構。如下圖：返回家庭健康系統(tǒng)返回外部拓撲結構家庭健康系統(tǒng)返回內部拓撲結構物理層物理層是無線傳感器網絡的重要組成部分。物理層采用DSSS(直接序列擴頻)技術,可提供27個信道用于數據收發(fā)。使用ZigBee通信協(xié)議，ZigBee具有低功耗、低成本、短時延、高容量、高安全等特點，并且有基于2.