無線AP技術的“私人定制”式醫(yī)療服務系統(tǒng)設計＊

王政

（包頭職業(yè)技術學院 電氣工程系，包頭014030）

引 言

私人醫(yī)療服務已經在很多地方得到了實現，其主要是以攜帶一些醫(yī)療儀器實施的“家政服務”模式，從根本上沒有脫離醫(yī)院式的醫(yī)療機制——醫(yī)生帶著醫(yī)療設備或患者佩戴上醫(yī)生要求的檢測器，對身體的心率、血壓等信息進行監(jiān)測，數據保存在儀器里，到醫(yī)院后對數據進行采集、分析，最后形成治療方案。這樣，既無法達到服務的標準，也無法實現真正意義的私人定制，很難解決實際問題。

隨著無線AP技術不斷應用，為“私人定制”式醫(yī)療服務系統(tǒng)的實現提供了可能。無線AP（Access Point）技術是基于802.11g協議的無線網絡，以無線接入點來連接無線網絡客戶端和標準有線以太網絡、多個無線接入點同時使用以延伸無線網絡覆蓋范圍的一項技術[1]。本文設計一套基于無線AP技術的患者監(jiān)測模塊，作為醫(yī)療服務系統(tǒng)的一個終端，它能夠隨時隨地監(jiān)控患者的身體情況，通過無線AP同步發(fā)送到醫(yī)療服務系統(tǒng)的服務器端，這樣醫(yī)生能夠及時掌握患者情況，最大程度提供“私人定制”服務方案。

1 “私人定制”式醫(yī)療服務系統(tǒng)整體設計

本文的“私人定制”式醫(yī)療服務系統(tǒng)集模塊化、實時化與網絡化為一體，包含硬件終端模塊和軟件服務系統(tǒng)兩個部分。硬件終端模塊是通用型便攜式無線監(jiān)測儀，主要功能是患者隨身攜帶通用型便攜式無線監(jiān)測儀，其傳感器探頭監(jiān)測患者各項數據，如血壓、心率等；將監(jiān)測到的數據通過內部無線AP模塊與家里無線AP通信，定時將各項數據通過Internet網絡傳送到醫(yī)院數據庫服務器中；軟件服務系統(tǒng)基于B/S結構，主要功能是接收患者病情數據并存儲到數據庫服務器中，同時發(fā)送到醫(yī)生的手機或醫(yī)生手持式終端上，系統(tǒng)整體設計架構如圖1所示。

1.1 通用型便攜式無線監(jiān)測儀內部模塊組成

通用型便攜式無線監(jiān)測儀是基于嵌入式技術開發(fā)的模塊電路，其內部組成是無線AP模塊、觸摸屏模塊、通用I/O接口模塊、傳感器探頭接口電路、USB接口電路、可插式心率或血壓等監(jiān)測設備模塊和供電模塊。其內部組成如圖2所示。

（1）無線AP模塊

無線AP模塊采用深圳奧金瑞公司的GWF-AP04模塊[2]，它是一款基于嵌入式的低成本模塊，主要用于工控、智能設備上，支持多種接口。其主頻在2 412～2 483.5 MHz之間，支持802.11 b/g/n、WPA、WPA2、WMM、WMM-PS、WHQL、Cisco CCX通信協議，是一款性價比較高的無線AP模塊，在本便攜式終端中，通過該模塊將監(jiān)測數據傳輸到服務系統(tǒng)中。

圖1 “私人定制”式醫(yī)療服務系統(tǒng)整體架構

圖2 通用型便攜式無線監(jiān)測儀內部模塊組成

（2）觸摸屏模塊

Semtech公司的SX865x系列（SX8654，SX8655和SX8656）是4/5線電阻觸摸屏控制器。在2.3～3.6 V工作，低功耗，關斷電流僅0.4μA，器件集成了LDO穩(wěn)壓器、4/5線觸摸屏接口、12位 ADC，高達5 000（X-Y）坐標/s，主要用于手機、DSC、DVR、POS/POI終端和觸摸屏監(jiān)視器[3]。其硬件支持Android操作系統(tǒng)，以Android操作系統(tǒng)開發(fā)本系統(tǒng)的APP軟件，方便與后臺服務系統(tǒng)進行數據同步。

（3）通用I/O接口模塊

為了便于各內部模塊無障礙通信，采用Freescale公司的 MC9328MXL通用I/O接口電路，MC9328MXL處理器是一款集低功耗、高集成性、軟件兼容性、智能設計技術等優(yōu)勢于一體的處理器，內置支持LCD/觸摸屏接口、CMOS Sensor接口、SD卡、串口、I2C、I2S等，適合應用于手持智能設備、醫(yī)療電子設備和各種其他移動無線應用。MC9328MXL核心板和擴展板都設置了相應的I/O接口，方便用戶進行二次開發(fā)。其系統(tǒng)中使用了4個外部申請：以太網卡中斷申請、A/D轉換模塊中斷申請、鍵盤中斷申請及按鍵組中斷申請。

（4）傳感器探頭接口電路

傳感器探頭監(jiān)測患者身體血壓和心率等信息，將采集到的患者信息輸送到心率或血壓等儀器監(jiān)測設備的模塊，通過通用I/O接口發(fā)送到無線AP模塊或USB接口，連接電腦進行數據的獲取。

（5）USB接口電路

本監(jiān)測儀可支持USB接口數據傳輸，采用CH375通用USB接口芯片[4]。其支持HOST主機方式和SLAVE設備方式，在本地端，具有8位數據總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到 單片機/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。本模塊除了通過無線AP進行數據交互外，也可以通過USB接口在必要情況下與電腦數據交互。

（6）心率或血壓等監(jiān)測設備模塊

本監(jiān)測儀可以支持心率和血壓等設備模塊，內部監(jiān)測模塊將生理量的測量和生物信號處理技術融合為一體，屬于一種集輕型化、一體化、可視化、可控化于一體并能記錄相關值的監(jiān)測儀[6]。根據患者的需求，該模塊可以連接不同配置，也就是可以私人定制，這樣大大提高了本監(jiān)測儀的應用范圍。現在很多的生產商都可以提供相關模塊，如指夾式心率測量模塊、血壓測量模塊等。

（7）供電模塊

本監(jiān)測儀采用容量為3 200 m Ah的可拆卸式鋰電池，可以多次充電使用，并提供外部充電電源。

1.2 軟件服務系統(tǒng)的設計

本文軟件服務系統(tǒng)分為兩個部分。一個是基于B/S（瀏覽器/服務器）架構的醫(yī)療服務系統(tǒng)，其內部包含醫(yī)院信息管理、電子病歷、典型案例、財務賬目等模塊，是基于ASP.NET技術＆SQL SERVER2008數據庫開發(fā)的一套系統(tǒng)，圖3所示是醫(yī)院某監(jiān)控患者病歷信息情況。另一個是安裝在通用型便攜式無線監(jiān)測儀內、基于Android操作系統(tǒng)的APP應用終端，其負責與后臺的醫(yī)療服務系統(tǒng)進行數據交互。

圖3 某患者病歷信息界面

圖3中陰影部分的患者心率、血壓信息就是通過通用型便攜式無線監(jiān)測儀中APP終端實時將患者相關信息傳送到醫(yī)療服務系統(tǒng)中的。軟件服務系統(tǒng)中其他功能模塊也有通過無線監(jiān)測儀獲取患者信息等功能，不再贅述。

2 “私人定制”式醫(yī)療服務系統(tǒng)實現原理

本文“私人定制”式醫(yī)療服務系統(tǒng)是以無線AP接入為主，USB接入為輔。實現流程如圖4所示。通過本系統(tǒng)的通用便攜式監(jiān)測儀定時監(jiān)測患者血壓和心率信息，將獲取到的數據通過內部通用I/O口進行發(fā)送，根據已設置的網絡連接，通過無線AP模塊將數據進行發(fā)送。需要說明的是，發(fā)送的數據需校驗確認是否為規(guī)范格式，本系統(tǒng)采用XML數據格式。同時，對網絡的有效性也要進行測試，完全符合規(guī)范后，根據設置好的服務器IP地址傳送到Internet網絡中，送達服務器后對數據進行校驗、分析來源、診斷服務器是否可以接收數據等控制，將規(guī)范數據存儲到數據庫服務器中，最后斷開連接，從而完成了一次數據服務。

當數據接收后，醫(yī)療服務系統(tǒng)會自動提示機制，便于醫(yī)生對數據的查看，同時了解患者的基本情況，并對相關數據進行分析，確定治療方案或備案等。

除了通過無線AP接口方式，本監(jiān)測儀還支持USB方式的數據交互，為數據的安全性和完整性提供補充，在圖4中也有相關的流程控制。

圖4 “私人定制”式醫(yī)療服務系統(tǒng)的實現流程圖

結 語

“私人定制”式醫(yī)療服務系統(tǒng)旨在無線網絡條件下，患者身體狀態(tài)信息可以全天候反饋到醫(yī)生面前，使很多希望得到自主服務的人群得到更為優(yōu)質的服務。當然，隨著信息技術的不斷更新，未來移動醫(yī)療儀器的研究會有更為先進的設計方式。

[1]無線 AP（Access Point）概述[EB/OL].[2014-10].http：//www.hack50.com/stu/sort0226/sort0229/116568.html.

[2]深圳奧金瑞公司.無線模塊介紹[EB/OL].[2014-10].http：//www.ogemray.com/cn/.

[3]Semtech公司.SX865x系列：4/5線電阻觸摸屏控制方案[J].世界電子元器件，2011（11）：1-2.

[4]楊勇.基于USB和便攜式醫(yī)療設備的數據采集系統(tǒng)實現[J].微計算機信息，2007，23（2）.

[5]秦剛.嵌入式技術在醫(yī)療設備中的應用研究[J].信息通信，2012（3）：2-3.

[6]唐笑言.便攜式多功能心率監(jiān)測儀的原理及性能評價[J].中華醫(yī)學實踐雜志，2008，7（5）：2-3.

[7]蘇秋玲.基于嵌入式技術的移動醫(yī)療系統(tǒng)終端設計與研究[D].廣州：南方醫(yī)科大學，2011.