互聯網+智能醫療護理

黃波　黃瀚賢　吳雪蕊

摘? 要：互聯網+智能醫療護理技術需要借助互聯網跨越時空的優勢進行設計，通過醫患之間的互動與醫療信息共享的方式，可以降低醫療的成本，也可以改善醫療資源的分配不均勻現象發生。提高我國醫療產業的發展，全面提升我國國民健康水平。

本項目面向各大中小型醫院，對不能自理的病人、危重病人和癱瘓病人的特殊需要而設計的，通過互聯網技術，醫護人員可實時觀測并掌握病患的身體狀況，做到能夠及時準確地根據病患的身體狀況作出相對應的治療，提高醫護人員的工作效率。

1緒論

1.1研究背景和意義

隨著現在互聯網技術不斷普及，醫療護理技術的開發等等，大量的智能化護理技術逐漸增長。以傳統的醫護模式進行改革創新，將互聯網技術融入到醫護行業當中，進行開發和創新。傳統的醫護模式主要是用醫護人員對病床上的患者進行及時的護理照顧，而且需要醫護人員隨時值班，這樣會耗用大量的人力和物力，無形中增加了時間成本和人力資源。但是現在具有互聯網功能的智能醫療護理系統會通過互聯網技術進行集中的患者護理，這樣不僅能夠減輕人員的勞動強度，還能夠提高護理的效率和功能。

智能醫療護理系統主要是針對生活不能自理、癱瘓病人的特殊設計。智能醫療護理技術通過互聯網實現有效護理。對病床上的患者通過遠程監控的功能，將患者的身體狀況實時傳輸至護理監控中心中。智能醫療護理系統的實現可以隨時觀察患者的身體狀況指標，所以患者出現異常情況的話能及時進行針對性的護理。針對現在市場上的需求，要開發一種結構簡單、可靠性強、使用方便的智能醫療護理系統，為醫療事業的深遠發展有重要的意義。

1.2國內外現狀

互聯網醫療在國內的研究起步晩，相關學者的成果相比于國外比較少。它的功能需求比較簡單，不能實現使用者最基本的護理需求，而且主要是以手動控制為主，操作性比較繁雜，可靠性低，成本高，綜合水平較低。高雪、趙體玉等人在我國“互聯網+護理服務”的發展現狀及挑戰中提出以“互聯網+護理服務”、“網約護士”、“上門護士”等為檢索主題詞進行檢索，綜合分析在推行"互聯網+護理服務"政策大背景下我國"互聯網+護理服務"發展現狀及存在問題和挑戰，為相關研究提供理論支持。

伯當通過醫療信息搜索各種類型的分析，發現在主頁的相關內容被發現的概率小于25%，同時醫療信息不完整的概率高達45%，雖然Web2.0技術增強了患者對網絡醫療信息的獲取能力和醫患溝通渠道，但也為有害信息的傳播提供了溫床卡頓調查了線上、線下醫療信息的有關收集者，發現他們對獲取的醫療信息比較緩慢，為部分社區衛生服務提供者的互聯網服務使用意愿，發現易用性和便利性對采納意愿有正向影響，而例如時間、金錢、培訓等資源約束將對采納醫院產生負面影響。

2系統總體設計

2.1設計方案

根據實際需求，智能護理床需多個足以下設計目標：

1.準確性： 能準確判斷病患身體狀況

2.實時性： 能隨時觀測病患的狀況

3.有效性： 針對觀測到的病患狀況作出相應的及時的指令及時的解決相應的問題

4.高效性： 通過一個上位機對多個下位機的管理，對每個病房的實際情況進行反饋，實現一個管理多個的體制，提高了工作人員的工作效率[5]。

通過互聯網實現網絡式集中護理。每張護理床位上的病患狀態可實時通過攝像頭、智能生命信息采集儀器等方式將病患身體狀況數據實時傳輸并存儲到護理監控中心。護理監控中心的護理人員實時觀測病患身體狀況，及時并準確地掌握病患身體情況。

2.2系統結構

本次設計的互聯網+智能醫療護理主要是以STM32F429單片機為主控單元，對護理病床上的病患狀態進行實時監控和檢測，然后將病患的身體狀況數據通過傳輸在顯示器上顯示，并且傳輸至護理控制中心監控。這樣就能夠自動化的檢測病患的身體狀況數據是否發生異常情況，如果檢測到發生異常情況，要及時利用報警器進行報警提示，這樣就能夠達到對病患的及時處理功能。不僅能夠節省人力，還能夠實現醫療護理的創新和可持續發展。下圖2-1是互聯網+智能醫療護理的系統架構。

3系統硬件設計

3.1STM32F429單片機電路設計

這次設計采用的單片機是STM32F429單片機，并且新加了浮點、DSP、并行計算等足以滿足需要有效且易于使用的控制和信號處理功能混合的數字信號控制市場和工業自動化市場等新興類別的靈活解決方案。

STM32F429使用FMC接口與SDRAM相連，其SDRAM接口可靈活配置，時鐘速度、數據寬度、時序等都可以靈活配置，以滿足不同SDRAM對于TRCD、TCAS和刷新率的要求[6]。主要實現的作用是處理并分析檢測到的身體狀況數據，實時傳輸給顯示器和報警，保證病患的身體狀況。如圖3-1所示：

3.2LCD觸摸屏設計

LCD觸摸屏是帶觸屏顯示的顯示器，是廣泛用于各種顯示場所的顯示器。在一個穩定的電壓的驅動下，將檢測到病患的身體狀況數據顯示在觸摸屏上。本次智能醫療護理系統設計中采用的LCD觸摸屏可以顯示檢測到的數據信息，還可以播放音樂和視頻，符合設計的需要。

LCD觸摸屏的設計，在顯示電路中，相對應的會顯示出數據信息。可以用來顯示病人情況，操作簡單，速度快，界面智能化。在LCD觸摸屏中，要顯示當前檢測的病患身體狀況數據。

3.3體溫檢測電路設計

MLX60614是一款紅外非接觸溫度計。集成紅外感應熱電堆探測器芯片和信號處理芯片。被測目標的體溫與環境溫度能夠通過單片機電路進行輸出與處理，能夠準確的解決出現的誤差或者是體溫準確性。在本次設計中實現的功能是檢測患者的體溫是否正常，然后將檢測到的數據傳輸至單片機分析，在觸摸屏上顯示檢測到的體溫數據值。體溫檢測電路如圖3-3所示。

3.4 脈搏檢測設計

傳統的脈搏檢測器是是比較簡陋的，電路相對比較復雜，只會提供相關的電壓和電流。新型的MAX3010脈搏檢測器可以跟脈搏產生相應的電流信號。直接將脈搏檢測到的信號轉換成數字信號傳輸至單片機。在檢測脈搏信號的準確度的同時，所產生的傳輸速度都比傳統的脈搏檢測器有所改進和完善。使MAX3010脈搏檢測器在可靠性和準確性方面不斷優化完善。

3.5遠程監控電路設計

在智能醫療護理系統的設計中，遠程監控與控制電路的設計是十分重要的，需要將監控的數據進行傳輸，上傳到監控中心服務器，就能夠實現遠程監控的功能。當遠程監控模塊檢測到有異常情況時，單片機通過判斷，向護士發送不同內容程度的信息提醒護士病人情況。通過攝像頭實時掌握病人情況，并將信息通過單片機處理，通過ESP8266將數據上傳到監控中心，只需一個護士員即可實時檢測所有病人情況。下圖3-5是遠程監控與控制電路的電路圖。

3.6 GSM報警電路設計

GSM報警模塊是一款以Siemens公司生產的工業級GSM模塊為主體，通過GSM網絡作為通訊載體的智能報警網絡終端設備[8]。本產品具有受環境影響小、誤報率低、安全可靠、安裝使用方便、綠色環保等優點。當患者的體溫或者脈搏顯示異常的時候，能夠準確、快速的發短信通知護士，同時LCD觸摸屏也顯示信息，讓患者快速得到診治。下圖3-6是 GSM報警電路圖。

4系統軟件設計

4.1軟件開發環境

本文的智能醫療護理系統設計采用的是單片機的C語言進行軟件程序的編程。C語言是一種面向過程、抽象化的通用程序設計語言，它可以用來編寫應用軟件、編寫系統軟件和圖形處理、開發嵌入式設備和開發智能醫療護理軟件技術。采用C語言編寫應用軟件，軟件的安全性非常高。

本文是通過進行設計和在實際中的實現達到系統的設計，來進行互聯網+智能醫療護理的研究與開發工作。采用ESP8266連接網絡，進行傳遞數據的功能[9]。C語言具有很強的繪圖能力和可移植性，并且具備很強的數據處理能力，還可以用來編寫系統軟件、制作動畫、繪制二維圖形和三維圖形等。不僅編輯速度快，代碼生成的效率也高，還是在開發環境下實時操作[10]。

4.2主程序設計

系統在進行上電后，程序進行執行初始化操作，通過電路檢測到的病患身體狀況進行實時監測，然后將檢測到的信息數據傳輸到STM32F429單片機當中，如果檢測到的結果有異常狀況，要進行報警提示，同時要在觸摸屏上顯示檢測到的身體狀況數據，以此來大致判斷病患的狀況，及時進行診治。如有異常則以GSM模塊給護士發短信提醒的方式達到對病人及時護理的效果。做到及時并準確地掌握病患身體情況，依據病患不同的病發情況有針對性的及時的對病患作出相對應的治療。具體的程序設計流程圖如4-1所示。

智能醫療護理系統的軟件代碼是對程序進行設計，系統開始工作之后，體溫監測器和脈搏檢測器會實時檢測患者的身體狀況，然后將檢測到的數據傳輸至單片機處理，所檢測到的數據值需要在觸摸屏上顯示患者的各個數據，方便進行查看。如果有異常情況，體溫過高或過低、脈搏過快或過慢都需要立刻報警提示，主要的方式是以短信的方式發送給護士，同時也需要在顯示器上提示。

4.3觸摸屏子程序設計

觸摸屏子程序的設計主要是必須要按照檢測的身體狀況數據進行操作。可以用來顯示病人基本情況，操作簡單，速度快，界面智能化。首先進行復位初始化，然后要寫出監測病患身體狀況的操作命令，實時檢測病患的身體狀況，將信息通過單片機處理，在觸摸屏上顯示出檢測到的數據值，還能夠播放音樂和視頻，如果有異常情況要進行報警提示。

4.4報警子程序設計

智能醫療護理系統中，報警程序是最為關鍵的，如果檢測到病患的身體狀況發生異常情況的話，要及時進行報警提示。首先系統進行初始化操作，然后檢測病患的身體狀況，檢測是否發生異常狀況。如果有其他緊急情況發生，可第一時間按下緊急呼救按鍵，系統將發出警報，及時檢查病患的狀況。

4.5遠程監控子程序設計

系統進行上電之后，將監控的數據上傳到監控中心服務器。當遠程監控模塊檢測到有異常情況時，單片機通過判斷，向護士發送不同內容程度的信息提醒護士病人情況。通過ESP8266將數據上傳到監控中心，實時檢測所有病人情況。

5總結

這次課題的研究主要就是研究并開發一款抗干擾能力強、功效消耗低、成本較低、準確度高、安全性高的智能醫療護理系統的設計。智能醫療護理系統的作用就是監測人體各項的身體指數，有效的利用人體健康指數進行監測，提高儀器的性價比，增大系統的探測能力。智能醫療護理系統的設計在未來的應用前景中十分廣闊，具有研究意義。

移動互聯網與智能醫療護理結合的“化學反應”，遠不止于提高醫療效率、優化醫療資源配置。它還產生了很多創新型的醫療模式和醫療服務，如在線問診導診，遠程醫療會診，家庭遠程健康管理等等。

互聯網與智能醫療護理結合的創新在于：（1）信息共享，效率提升。（2）智能分析，科學決策，安全診療。（3）體驗升級，方便快捷。

參考文獻

[1]徐曉明. 全民健康及“互聯網+醫療健康”背景下的體檢大數據應用[J]. 心電圖雜志（電子版），2020，9（01）：254-255.

[2]黃躍師，袁長蓉，宋曉萍，黃青梅，張雯，楊瑒，成磊，盛芝仁. “互聯網+護理服務”的發展現狀[J]. 護理研究，2020，34（08）：1388-1393.

[3]蒙曉娟. 探索“互聯網+社區醫療護理服務”工作的新思路[J]. 科技風，2020（16）：200.

[4]周莉，李冰. 互聯網+延續護理服務的策略[J]. 護理實踐與研究，2018，15（12）：125-127.

[5]黃健. “互聯網+護理服務”模式下的安全風險防范[J]. 江蘇衛生事業管理，2019，30（08）：984-986.

[6]Feng Hua，Chu Yanhui，Wu Wenjie. Design of intelligent medical IoT platform and overall nursing management of nasal endoscopic surgery[J]. Microprocessors and Microsystems，2021，81：

[7]Xu Zhihai，Shi Donglin，Tu Zhiwei. Research on Diagnostic Information of Smart Medical Care Based on Big Data.[J]. Journal of healthcare engineering，2021，2021：

項目名稱：?2018年度大學生創業訓練項目“互聯網+智能醫療護理”（項目編號：?201810595020）研究成果