（生物医学工程专业论文）基于移动通信技术的远程实时心电监护系统设计.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n dt e c h n o l o g y ，p e o p l ep u tf o r w a r dt h en e w r e q u i r e m e n t st ot h ee c gm o n i t o r i n gs y s t e m t h ec u r r e n tr e m o t em e d i c a lc a r es y s t e m s a r er e s t r i c t e db yt i m ea n dp l a c e i no r d e rt os o l v et h i sp r o b l e m ，w ep r e s e n ta n i n t e g r a t i v es c h e m ei nt h ep a p e r a tf i r s t ，t h ep a t i e n tw a sw a r d e db yt h ep o r t a b l e m o n i t o r i n gt e r m i n a lf o r2 4h o u r s t h e nt h em o n i t o r i n gd a t aw e r es u b m i t t e dt h r o u g h t h em o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r kb yt h et e r m i n a la tl a s t ，t h ed o c t o rs u p p l i e dt h e r e a l t i m es e r v i c et ot h ep a t i e n tb yv o i c ea n ds h o r tm e s s a g ec o m m u n i c a t i o n t h e r e f o r e t h ep a p e rd i s c u s s e dt h ed e s i g no ft h em o b i l et e r m i n a l ，t h ea u t o m a t i ce c ga n a l y s i s s y s t e m ，t h em o n i t o r i n gd a t as u b m i s s i o ns y s t e ma n dt h em e d i c a lc a r es e r v i c ep a t t e r n t h ep r i m a r yc o v e r a g ea n do r i g i n a li n n o v a t i o n so f t h ep a p e ra r ea sf o l l o w s ， 1 t h ep a p e rp u tf o r w a r dt h ec o n c e p t so fr e a l t i m et e l e - c a r d i om o n i t o r i n gb a s e do n m o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka n di t sm e d i c a lc a r es e r v i c ep a t t e r n 2 t h ep a p e rh a sr e a l i z e dt h em o b i l et e l e - c a r d i om o n i t o rs y s t e mt h a tc o u l dm e e tt h e r e q u i r e m e n to ft h ef o r m e rc o n c e p t se l e m e n t a r i l yt h ep o r t a b l et e r m i n a li san o v e l d e s i g ng r o u n d e do nt h et h o r o u 【g hr e s e a r c h 3 t h ep a p e ru s e dh i d d e nm a r k o vm o d e l ( h m m ) t os e g m e n tt h ee c gw a v e s b e a t t o b e a t ，a n de m p l o y e dc e l l u l a rs t r u c t u r er a n d o mg r a d i e n tm e t h o dt om o d e l t h es p e c i f i cw a v e i na d d i t i o n ，o n eo r d e rd i f f e r e n t i a t i o nw a v e l e tw a su s e di nt o m o d e lt h ee c gc o m p l e x e si n t h i sp a p e r , w h i c he f f e c t i v e l yd e c r e a s e dt h eo r d e r n u m b e ro f a rm o d e l ，a n dr e d u c e dt h ec a l c u l a t i o n 4 ，r e f e r r i n gt os e v e r a lc r i t e r i o n s ，w ed e s i g n e dat e l e - c a r d i os i g n a ld a t as u b m i s s i o n p r o t o c o li nt h i sp a p e r ，g i v i n gt h ed e f i n i t i o no ft h ed a t as t r u c t u r e ，a n dm a k i n gr u l e s o fs e c u r i t ya n dl i n km a n a g e m e n t w h a ti sw o r t hm e n t i o n i n gh e r ei st h a tah y b r i d e n c r y p t i n g m e t h o d - - - - c o m b i n e dm d 5a n da e si su s e di nt h e s e c u r i t y m a n a g e m e n t 。 w h a t sm o r e ，a c c o r d i n gt ot h ec o m b i n e di n t e g r a t i o nt h e o r yo fc o n s e n s u s ，t h e p a p e ra l s op r o v i d e das u i to fs c h e m ef o rt h em u l t i l e v e l e da b n o r m a le c gs i g n a lw a v e ， w h i c hi ss p e c i a l l yd e s i g n e df o rt h o s ew h oa r em o n i t o r e do fh i so rh e re c gs i g n a l r e f e r r i n gt ot h ei n f o r m a t i o no b j e c tm o d e ld e f i n e db yd i c o m ，t h ec o r r e s p o n d i n gd a t a s t r u c t u r ei sp r e s e n t e di nt h ep a p e r a tp r e s e n t ，t h et r i a lm a n u f a c t u r ea n dt h et e s to ft h em o n i t o rt e r m i n a lh a sb e e n a b s t r a c t f i n i s h e d ，w h i c hi n d i c a t e dt h a ti tc o u l dm e e tt h ep r e d e f i n e dr e q u i r e m e n t si na d d i t i o n ， t h ev a l i d i t yo ft h ee c ga l g o r i t h mh a sb e e nt e s t e da n dv e r i f i e db yt h es t a n d a r d d a t a b a s e k e y w o r d s ：t e l e c a r d i om o n i t o r i n g ，m o n i t o r i n gt e r m i n a l ，m o b i l ec o m m u n i c a t i o n ， h i d d e nm a r k o vm o d e l ，d i g i t a ls i g n a t u r e ，a d v a n c e de n c r y p t i o ns t a n d a r d 独创性声明 本人声明所里交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究： 作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨洼盘茔或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：j 明磊 签字闩期： 上。姆月同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丕注盘堂 有关保留使用学位论文的规定。 特授权墨盗基兰可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编阱供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：了观厄导师签名：珊艺 签字日期：l n o 年；月同 签字日期：岛疗年曼月f 同 第一章绪论 第一章绪论 1 1 远程医疗技术发展概况 远程医疗( t e l e m e d i c i n e ) 是指利用多媒体技术远程实现与医学有荚的各种活 动的技术。它集多媒体技术、通讯技术和医学技术为一体，实现各种医疗信息的 远程采集、传输、处理、存储和检索。上世纪5 0 年代末，它在美国出现；经过 了几十年的发展，已经深入医学的各个领域，如诊断、治疗、手术、监护、家庭 医疗保健、医学病历的归档与传输、医学教育和培训、病例讨论、学术交流等等 方面。上个世纪8 0 年代以来，电子、通信、计算机等相关技术的飞速发展以及 互联网的广泛应用，都极大地促进了远程医疗的发展。 由于科学技术和社会的发展，人类健康水平显著提高，平均寿命延长，人【j 数量增加。在取得这些积极成果的同时，人们也面临着许多严峻的问题。老龄化 以及诸如吸烟、高脂食物、缺乏活动等不良生活习惯导致医疗服务需求增加，医 疗费用上涨，以致社会难以承受；不同发展水平的社会健康状况差距进一步扩大， 存经济不发达地区和边远地区，人们享受不到高质量的医疗保健服务，要求公平 享受高质量医疗服务的压力也增强了。这类问题最终归结为医疗卫生资源的短 缺，这一短缺也就成了远程医疗技术发展的动力。在北美、欧洲、日本等发达国 家和地区，远程医疗得到政府、企业、私人的有力支持，如美国政府就在1 9 9 6 - - 2 0 0 0 年投入数百亿美元进行远程医疗的研究开发工作，欧洲、日本也有类似 的举措f 1 】 【4 】。 国内相关部门通过参与国际交流与合作，也逐步起动了这方面的研究及应 用。卫生部与美国s t m 卫星公司等国内外大企业合作，积极推动了“会卫”网的建 立。总后卫生部的“军卫”工程也已启动。 随着信息化社会的进步，人们的生活和生产方式正在发生巨大的变革，医疗 保健的观念和方式亦随着远程医疗的发展发生了根本的变化。远程医疗所提供的 服务，正在形成种新的医疗模式。 1 、目前远程医疗已形成一个复杂的体系，从应用角度形成了远程医学教育、 远程放射学( t e l e r a d i o l o g y ) 、远程皮肤病学( t e l e d e r m a t o l o g y ) 、远程病理学 ( t e l e p a t h o l o g y ) 、远程心脏病学( t e l e c a r d i o l o g y ) 、远程肿瘤学( t e l e o n c o l o g y ) 、远 程口腔学( t e l e d e n t i s t r y ) 、远程眼科学( t e l e o p h t h a l m o l o g y ) 、远程家庭健康护理 ( t e l e h o m eh e a l t hc a r e ) 、远程急救学( e m e r g e n c yt e l e m e d i c i n e ) 、远程手术 ( t e l e s u r g e 叻和远程精神病学( 1 e l e p h y c h i a t 忉等学科1 5 l 。 笫一章绪论 2 、从应井j 时间性来看，远程医疗系统可分为实时和非实时( 存储发送) 两 类。非实时远程医疗系统主要包含了存储和发送两项技术；将在多个地点获取的 医疗信息( 如放射影像、病理图像、生理电信号、生化数据等) 或珍疗资料以合适 的格式或以文件形式暂存起来，在需要的时候，再将这些信息或资料通过互联网 以合理的方式( 女d h t t p 、f t p 等) 传送到一个或多个目的地。非实时远程医疗系 统适用于非紧急情况下的远程诊断、健康咨询或医护人员间的交流等。其特点是 使用方便、费用较低廉。 实时远程医疗系统适用于用户与医护人员之间或医护人员与医护人员之间 进行即时交流，交流可通过文字、语言或图像进行。目前通过文字、语言、静| 二 图像的实时交互实现较易，而视频图像交互由于受限于网络带宽和费用而限制了 使用范围。大医院配备的实时远程医疗系统主要用在专家会诊及远程手术等应用 中。异地专家通过视频会议方式对疑难病例的会诊，患者的相关医疗信息( 如患 者血型、禁用药等) 、异地专家的诊断意见均可在网上实时共享。实时远程医疗 系统的特点在于其实时交互陛( r e a l t i m ea n di n t e r a c t i v e ) ，但对网络带宽有较高 要求，使用费用相对较高。 3 、根据使用的网络，远程医疗系统可分为基于有线网络的远程医疗系统和 基于无线网络的医疗系统。睁】f 乃目前大部分远程医疗系统都是基于有线网络的， 例如通过电信网的数字数据网( d d n ) 线路，综合业务数字网( i s d n ) ，公共 陆地交换网( p l s n ) 等。有线网络的优点是带宽较高，使用成本低。但有线网 络的一个缺点就是使用者在接受远程医疗服务时会受到一定的限制，使用者只能 在一定的地点使用或者只能在小范围内移动。对于偏远地区比如山区、海岛等， 架设和维护有线网络成本较高，此外对于车船等移动中的交通工具，有线网络也 无法提供服务。为此，人们又将无线通信技术引入远程医疗系统中。 无线通信技术从广义上来讲分为固定无线接入和移动无线接入。其中固定无 线接入又称为无线本地环路( w l l ) ，其用户终端固定或具有有限移动性。最为 我们熟悉的就是卫星直播系统( d b s ) ，因通讯成本商，应用限于医院远程医疗 系统。移动无线接入顾名思义就是用户终端可在较大范围内移动的情况下实现通 信系统的接入技术。主要包括：无绳电话、移动卫星通信系统、集群系统、w l a n 和蜂窝移动通信系统。与其他几种移动无线接入技术相比，移动卫星通信系统由 于数据传输能力相对较强。通过同步卫星实现移动通信联网，可以真正实现任何 时间、任何地点、与任何人的通信。它的最大特点是利用卫星通信的多址传输方 式，为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动灵活的移动通信服务， 是陆地移动通信系统的扩展和延伸，在边远的山区、海岛、受灾区、远洋船只、 远航飞机等通信方面更具有独特的优越性，适合应用在要求较高远程医疗技术 第一章绪论 ( 比如远程手术) 中。而近些年来发展最快的就是蜂窝移动通信和无线局域网 ( w l a n ) 技术。其中蜂窝移动通信技术可为广大用户提供可靠、中速的数据业 务服务以及传统的电话业务。目前2 5 g 系统女h g p r s 、c d m a 2 0 0 0 一1 x 已经大 规模商用；3 g 蜂窝移动通信系统也已经走出实验室，开始在部分国家和地区铺 设试验网络。无线局域网( w i r e l e s sl a n ) 是计算机网络与无线通信技术相结合 的产物。它不受线缆束缚，可移动，能解决因有线网布线困难等带来的问题，并 且组网灵活，扩容方便，与多种网络标准兼容，应用广泛等优点。随着高速无线 局域网标准i e e e 8 0 2 1 1 的制定以及基于该标准的1 0 m b p s 乃至更高速率产品的 出现，应用领域正在变得越来越广泛。 新的信息和通信技术为人类发展创造了空前的机会，尤其是网络技术和远程 通信技术的应用，使先进的、丰富的人力，设备资源得到共享。世界卫生组织的 专家顾问一致认为：远程健康信息系统可以直接服务于人类健康，远程健康信息 处理是当莳社会和人类发展中最需要的一种工作。它将成为促进科学知识普及和 人们观念转变的杠杆，在同贫困、不发达的斗争中起到不可替代的作用。世界卫 生组织远程健康信息技术顾问组的专家们通过研究分析已经实施远程健康服务 的国家、地区的经验，指出远程健康信息技术可以带来以下效益【8 】： 1 、缩短病人的住院期； 2 、减少病人等待治疗时间； 3 、可以帮助病人交流经验，使重病号及残疾人摆脱与世隔绝的处境； 4 、能为基层的学校、社区的保健机构提供卫生信息； 5 、能为各地( 特别是郊区和农村) 的保健机构提供再教育、培训等方面的 帮助； 6 、社区能够利用远程健康教育网络帮助实现人群的自助、互助，从而提高 社区人群的自我保健水平。 12 移动无线远程医疗发展概况。九”1 目前应用于无线远程医疗系统中的主要的无线技术有：蜂窝通信( 如g s m 等) 、卫星和w 乙a n 。在表1 1 中给出部分无线技术的技术数据。g s m 是目前 在使用的一种泛欧蜂窝通信系统，是移动通讯网络的第二代( 2 g ) 技术。当在 标准模式下工作时，可提供的数据传输速率为9 6 k b p s 。经过这些年的发展，在 g s m 标准中引入一种新技术叫做高速电路交换数据( h s c s d ) 。这种技术使得 在发送和接收数据时可以同时使用几个时隙，所以用户可增加数据传输速率到 1 4 4 k b p s ( 增加了5 0 ) ，或者是其3 倍到4 3 3 k b p s 。 第一章绪论 表1 1 主要无线通信技术 类犁子类频带数据传输速率 g s m 一9 0 0 9 0 0 m h z 96 4 33 k b p s g s m g s m 一1 8 0 01 8 0 0 m h z96 4 33 k b p s g s m 一1 9 0 0 1 9 0 0 m h z 96 - - 4 3 3 k b p s g p r s g p r s9 0 0 1 18 0 0 19 0 0 m h z 1 7 1 2 k b p s l e e e 8 0 2 a5 g h z 2 0 m b p s i e e e 8 0 2 1 1 b 24 g h z 1 1 m b p s w l a n h i p e d a n l 5 g h z 2 0 m b p s h i p e r l a n 2 5 g h z 5 4 m b p s b l u e t o o t h2 4 g h z 7 2 3 2 m b p s i c 0 c ，s 波段2 4 k b p s g i o b a l s t a rl ，c ，s 波段 72 k b p s i r i d i u r n l ，k a 波段 2 ，4 k b p s c y b e r s t a r k u ，k a 波段 4 0 0 k b p s - - 3 0 m b p s 卫星 c e l e s t r ik a 波段和4 0 1 5 5 m b p s 5 0 g h z t e l e d e s i ck a 波段 1 6 k b p s - - 6 4 m b p s s k y b r i d g e k u 波段 1 6 k b p s - - 2 m b p s 移动通信系统正从2 g 向2 5 g 、3 g 演进，属于2 ，5 g 的有：i d e n ，数据传 输速率6 4 k b p s ；g p r s ，1 7 1 k b p s ；由g s m 演进的增强系统e d g e ，3 8 4 k b p s ， 等，属于3 g 的有：w c d m a ( 宽带码分多址) ，c d m a 2 0 0 0 ( 码分多址2 0 0 0 ) 和t d s c d m a ( 时分同步码分多址) 等系统。它们可提供更快的数据传输速 率，使一些需要大数据传输速率的远程医疗应用( 目前这些只能在有线通信网络 上实现) 在无线网上实现成为可能。 卫星系统能够提供多种速率的数据传输，从2 4 k b p s 到2 x 6 4 k b p s 或更高。 此外卫星连接还具有可全球工作的优势。 作为对有线l a n 的替代或者补充，w l a n 是一个很灵活的数据通信系统。 使用无线技术，w l a n 通过空中发送和接收数据，使线缆连接减少到最低。w l a n 将数据连接和用户移动性结合在一起。在包括健康护理、零售、制造业、仓储和 学术研究领域中大受欢迎，。这些产业已经从使用手持终端和笔记本电脑来发送 实时信息到中央主机进行处理的应用中，获得生产率的提高。目前，w l a n 逐 渐被认为是可适用于一系到应用中的一种通用连接方法。而且这种技术已经开始 进入健康领域。 在i n s p e c 和m e d l i n e 数据库中搜索如下关键词：远程医疗和移动，远程 医疗和g s m ，远程医疗和g p r s 可查出从1 9 7 9 年到2 0 0 1 年发表的相关论文 第一章绪论 总共为1 3 2 篇。从这些文献的报道中，归纳出远程医疗技术应用的发展情况， 列举在表1 2 中，这个表涵盖了远程健康信息应用的大部分内容。表1 2 是根据 使用的无线技术类型( g s m 、卫星和w l a n ) 来分类的。在每剃，技术类型下，应用 又被分成急救健康护理、远程放射学、远程精神病学、远程眼科学和远程监护( 包 括农村健康中心、家庭监护和远程或隔离等的对象监护) 等类型。 表1 - 2 a 应用g s m 的无线远程医疗系统 作者 圭e 领域传输的数据铂：释 信号 1 m ge p ra i v s c h s c h i n g e re ta l 9 9急救 早期跃院管耻 k a r i s t e ne ta l0 0急救e c g救护车医疗支持 y a h x i a oe ta 10 0急救b 1 0v 救护车种经检测 支待 a n a n t h a r a m a n e t 0 1急救e c g 医院前支持 a 1 r o d r v g u e ze ta l 0 1急救e c g心脏炳处治 i s t e p a n i a ne ta l 0 1 急救 e c g 小波e c g 惩缩 p a v l o p o u l o se ta l 0 1 急救 e c g 、b p 、a ，i 便拱式远程会诊 t e m p 、s d 0 2 、 世备 c 0 2 r e i f a e ta i9 7远程心电 e c g 1 2 导心 b 传输 i s t e p a n i a ne ta l 9 9远程心电e c g 、p p gi s 一5 4 g s m 蜂 寓i b 啸标准 s c a l v i n ie ta l 0 0 远程心电e c g急救e c g 服务的 人_ i ! l ! 模计估 r e p o n e ne ta l 0 0远程放射学 c t 苯干p d a 的远程 c t 会诊 s c h u l z ee ta 10 0远程精神病学用f 对脑障碍患 者的支持 y o g e s a n e ta 1 0 0远程眼科学o d l青光跟成 碧 h o f m a ne la l 9 6 远程监护 b l o 通用远程医疗系 统 b u t e r ae ta l9 7远程监护灾难支持 b u k h e r se ta l 9 7远程监护 实时病人一士兵 战场监护 w o o d w a r de ta 1 0 1 远程监护 e c g移动 b 话e c g 传 输 表1 2 b 使用卫星的无线远程医疗系统 l 作者 隹 领域传输的数据类型注释 信号 l m ge p ra l v m u r a k a m ie ta i9 4急救 e c g 、b pa ，i在飞机和船只 第一章绪论 r 的远程阪疗 立持 k y r i a c o ue ta l 0 1 急救，远程监护e c g 、b pa ，i便携远程医疗 设备 s t e w a ne ta i9 9 远程放射学u sv趋声图像j t 缩 t a k i z a w ae ta 10 1 远程放射学 c t 蝶旋c t 移功 车( 肺痛成像) y o g e s a ne ta l o o 远程眼科学 o d l 青光h 髓成像 o t t oe ta i9 7 远程监护 e c g 、b pv 灾难情况 a n o g i a n a k i se ta 9 7 远程监护 海事远程医疗 s a m i o t a k i se ta i9 7远程监护基本远程臌疗 服务 n a v e i ne ta i 9 8 远提监护 u 芰陆军使拢远 程医疗系统 l a m m i n e ne ta i9 9远程监护 a 旅行者和教育 支持 p i t s i l l i d e se ta i9 9 远程监护 v 癌症病人监护 h a r n e t te ta l0 0远程监护替山者组织缺 氧崎护 表1 2 c 采用无线电的远程医疗系统 作揣 定 领域 传输数据类型注释 信号 i m ge p ra i v s c h i m i z ue ta l 9 9 急救 e c g ，b pv飞机和船只 ： 的远程医疗史 持 f u c h se ta i7 9 远程监护 v 孤立地区的远 程医疗立掎 w l a n b a n i t s a se ta i急救 a a & e 炳房移动 v r e o o n e ne ta i 0 0 远程放射学 c te p r 数据库远 程会诊 f i n k e l s t e i ne ta i 9 8远提监护f v c哮喘病人的家 庭雌护 g o u s s a ie ta l 9 7 远程监护 孤盘地区的远 程医疗支持 表1 - 3e u 在第三期( 1 9 9 0 1 9 9 4 ) 和第四期( 1 9 9 4 - - 1 9 9 8 ) 框架 资助的无线远程医疗项目 i 项目，程序，持续时间，总费用 领域技术 传输数据类型 p c 信号 l m ge p ra i v f 多媒体便携武数宁助理 医院，l a n ， 7 4 6 第一章绪论 (m u l t l p o r t) 农村g s m a c t s 1 9 9 5 1 9 9 7 4 2 个地区 月1 癌7 m e c u 移动医疗数据( m o m e d a ) ，远程信医院 g s mm r l 1 1 ，3 息9 8 0 0 ( 2 4 个月) ，15 m e c u农村x 刺 地区线 尤线a t m 啊络竣示( w a n d )农丰寸 w a t mv 1 掣7 i a c t s 9 5 9 8 ( 3 6 m ) t 1 2 8 4 m e c u 地区 高级移动宽带应用系统( s a m b a )农村 、 舯mv 1 5 ，6 i a c t s l 9 6 - 9 9 ( 3 2 m ) 1 1 32 b m e c u 地区 远程信息学支持的用于健康护理的急救 g s me e g ，i1 1 ，4 移动单兀( a m b u l a n c e ) ，远程信农村 s p 0 2 ， 息学9 6 9 7 ( 2 4 m ) 2 4 5 m e c u 地区 b p ， t e m p 使用i ! 星的移动实验性竟酱互联急救 s a t hv1 2 焰 ( m o e b i u s ) r a c e2 9 2 9 5 ( 4 8 m ) 用于医疗援助的欧洲远程医疗( e t急救 s l t 、g s m8 5 a s s i s t ) ，远程信息 9 6 9 9 ( 3 6 m ) 38 5 m e c u 种用f 急救远程医疗的集成便携急救 s 冉丁、g s me c g 、9 ，4 式设备( e m e r g e n c y - - 1 1 2 ) ，远程 农村s p 0 2 、 信息9 8 - - 0 0 ( 2 4 m ) 09 m e c u 远程 b p、 监护t e m p 沣：o s m 一全球移动通信系统，s a t 一卫星通信，s a t h 一卫星通信( 高速数据) ，w a t m 一尢线a t m ， w l a n 一无线l a n ，e c g - - 心电图，b i o - - 生物信号，b p - - 血压，t e m p - - 体温，s p 0 2 - - 氧饱和度，c 0 2 一二氧化碳浓度测量tf v c - - 用力肺活量，i m g - - 医学影像rm r i - - 磁共振成像，x - r a y x 射线成像，u s 一超声，e p r - - 电子病历a i v ：远程会议模式，a ：音频通信i ：图像通信( 非医学) ，v ：桃频通信( 非 医学) ，p i c - - 参与的合作者悃家 这些应用发表在1 9 9 9 至2 0 0 1 年之间，当时主要使用g s m 网络，涵盖了远 程急救、远程监护，和远程心脏病学。在许多远程医疗应用中还使用了卫星链路， 主要用于远程监护，其次是急救和远程心脏病学。卫星系统具有覆盖面积广和提 供一系列可变数据传输速率，但缺点就是使用成本较高。为了对在离散区域的飞 机和船只提供支持，还开发了一些模拟无线远程医疗系统。而w l a n 技术是一 项f 在兴起的技术，已经用于急救和远程放射学。在无线远程医疗系统中普遍使 用g s m 网络的原因，除了g s m 网络使用范围广之外，还与欧盟( e u ) 的大力 推动有关。下面将详细介绍一下，由e u 资助的无线远程医疗项目。 欧盟已经资助和正在资助的无线远程医疗项目有：1 9 9 0 1 9 9 4 第三框架讨 第j 章绪论 划，1 9 9 4 1 9 9 8 第四框架计划，1 9 9 8 - 2 0 0 2 第五框架计划。 表1 3 归纳r 在第三和第四框架计划下资助的项目，表1 4 给出的是第h 框 架计划正在资助的项目。两表的结构类似。表1 3 中第一列为项目名称计划，持 续时间，总投入资金，第二列为应用领域，第三列是采用的技术，第四列是传输 的数据类型，类似于表1 2 中的分类。最后一列是参与的合作伙伴和国家。 表1 3 显示的在1 9 9 0 1 9 9 8 之间的大部分项目，主要涉及农村地区远程医 疗支持和急救医疗。这些项目主要使用g s m 和卫星无线通信技术。1 9 9 8 至2 0 0 2 的大部分在研项目主要涉及医院支持和远程监护。这些项目使用蓝牙、u m t s 和g p r s 等无线技术。 表1 4 止在执行的e u 第五框架( 1 9 9 8 2 0 0 2 ) 中的无线远程医疗项目 区域通信技 传输的数据 p c 项目；t - 划持续时间总投入 术 信号 图e p r 像 基于健康护理应用的移动设备( m o b i d e v ) 疆院蓝牙，1 1 ，5 l i s t 0 1 0 3 ( 3 0 m ) 32 7m c u ，1 7 5 m e c u u m t s 连续护理( c c a r e ) l i s t 0 0 0 2 ( 2 6 m ) 26 9 m e c u医院 m c n1 2 4 13 6 m e c u 医院中的移动丁作流支持和信息分配，借助语音一医院 m c n7 5 o p e r a t e d 无线网络于持p c ( w a r d i n h a n d ) i s t 0 1 0 2 ( 1 8 m ) 32 4 m e c u 17 m e c u 远程护理和远程会诊牛的个人智能健康移动系统急救农村 g p r s7 1 3 ( h e a l t h m a t e )地区u m t s ，f s l _ ，0 1 0 3 ( 3 0 m ) 28 5 m e c u 。14 3 m e c u 使用超轻机器人的移动远程超声系统( d t e l o ) 远程放射s a t u s 9 ，5 l i s t 0 1 0 4 ( 3 0 ) 33 4 m e c u 18 1 m e c u 堂 g p r s 实现对肿瘤学的最佳处理( b e p r o ) 远程肿瘤m c n1 0 5 l i s t 0 1 一0 2 ( 1 8 m ) 1 ，4 7 m e c u ，08 6 5 m e c u 坐 用于家庭护理( c h s ) 的远程信息技术远程监护 m c n 血糖 9 ，6 i t s t l 0 0 0 2 ( 3 6 m ) 28 7 m e c u ，1 7 8 m e c u e c g 用于心脏综合征的早期检测和说明的增强型个人用 远程监护m c ne c g8 ，3 的智能移动系统( e p i m e d i c s ) l i s t 0 1 0 3 ( 3 6 m ) 24 4 m e c u 。13 6 m e c u 对于以病人为中心的远程护理提供的远程信息支持 远程监护 m c ne c g7 ，4 ( 1 - e l e m e d c a r e ) l i s t 0 0 - 0 2 ( 3 0 r e ) 36 5 m e c u 。1 ， b p 8 8 m e c u 8 p 0 2 t e m p 药物的后勤、交货和剂量给药的重新组织 药物输逗 m c n8 ，4 ( p h a r m a ) f s t 0 1 0 2 ( 2 4 m ) f 39 8 m e c u ，20 3 m e c 笫一章鳍论 沌：u m t s 一通用移动电信系统，g p r s - - 通用分组光线业务，m c n 一移动通信网 日前相- 国内辛月关研究见诸文献的还比较少，人多数都还处十起步阶段。 1 3 移动远程心电监护系统概念 1 3 1 我国对移动远程心电监护系统的社会需求【1 3 1 1 【1 6 1 当前，全世界老年( 处于6 5 岁以上年龄段) 人口正以平均每年2 7 的速度递 增，而我国6 0 岁以上老年人口的比例递增速度则达到了3 2 。人口老龄化己成 为世界人口发展的趋势，并日益成为许多国家急需应对的一个社会问题。随着老 年人口的增多，老年入的健康状况同益受到关注，老年病等慢性非传染性疾病在 医疗服务中占的比重将逐渐上升，因此社会医疗护理供应不足的问题将日益严 重。 我国在计划生育政策指导下，城市中一对夫妇只生育一个孩子。独生子女这 一代人，在本世纪初逐渐进入婚龄及育龄，我国城市家庭人口分布将逐渐呈现“倒 金字塔”形的4 ：2 ：1 模式，家庭护理力量缺乏，护理负担必将更多地由家庭转向 社会，因此老龄化问题在我国特别突出。 我国医疗机构经过五十多年的发展，虽然建立了由乡村到城市的多级医疗 网，但主要医护人员及技术设备大多集中在城市中的少数大型医院。随着患有老 年病、慢性非传染性等疾病的患者人数的增多，有限的医疗资源与患者需要之间 的矛盾必将变得更加尖锐。一方面少数大型医院的床位占有率上升，使用周转率 下降，使急需得到医疗服务的人得不到及时有效的治疗。医疗服务供给和需求之 间的尖锐矛盾，导致医疗费用不断上涨已使社会感到不堪重负；另一方面，建设 的基层社区医疗网的作用又得不到发挥，导致了医疗资源的浪费。 社区医疗可以服务到户，可以在家庭内为患者提供医疗服务，还可以承担同 常保健、健康咨询、慢性病监测和老年生活照顾等责任，从而提供一种全方位、 整体连贯的和人性化的健康服务。在这些优势方面，大中型的医疗机构是无法与 其竞争的。正因为如此，在国内的较富裕的地区，社区医疗的作用己经开始显现； 比如目前上海市区通常在社区医院就诊的老年居民已占5 3 8 1 。因此，大面积 推广社区医疗服务己是当前刻不容缓的事。 既然如此，社区医疗为何还没有被广泛接受呢? 简单地说，主要是因为社区 医疗缺少优质医疗资源的供给，不能向患者提供足够好的医疗服务。社区医疗信 息化，应用远程医疗系统是解决这个问题的一个出路。采用适当的远程医疗技术， 患者的信息可实时地传送到医院，医院商专家的经验和知识就可以及时地用束指 导社区医生的服务，提高了社区医疗服务的质量，并使得医疗服务的供给模式由 第一章绪论 r t 一t 1 t r 一 u l l - - l j + l j ，l j 注：i i m t s 一通用移动电信系统g p r s 通用分组无线业务m c n 一移动通信网 目前在国内相* 研究地诸文献的还比较少大多数都还处于起步阶段。 1 3 移动远程心电监护系统概念 1 ，3 1 我国对移动远程心电监护系统的社会需求一 当前，全世界老年( 处于6 5 岁以上年龄段) 人口正以平均每年27 的速度递 增，而我国6 0 岁以上老年人口的比例递增逮度则达到了3 ，2 。人口老龄化已成 为世界人口发展的趋势，并日益成为许多国家急需应对的一个社会问题。随着老 年人口的增多，老年人的健康：扶况日盏受到关注，老年病等慢性非传染性疾病存 医疗服务中占的比重将逐渐上升，因此社会医疗护理供应不足的问题将日益严 重。 我国在计划生育政策指导下，城市中一对夫妇只生育一个孩子。独生子女这 一代人，在本世纪初逐渐进入婚龄及育龄，我国城市家庭人口分布将逐渐呈现“倒 金字塔”形的4 ：2 ：1 模式，家庭护理力量缺乏，护理负担必将更多地由家庭转向 社会，因此老龄化问题在我国特别突出。 我国医疗机构经过五十多年的发展，虽然建立了由乡村到城市的多级医疗 网，但主要医护人员及技术设备大多集中在城市中的少数大型医院。随着患有老 年病、慢性非传染性等疾病的患者人数的增多，有限的医疗资源与患者需要之间 的矛盾必将变得更加尖锐。一方面少数大型医院的床位占有率上升，使用周转率 下降，使急需得到医疗服务的八得不到及时有效的治疗。医疗服务供给和需求之 间的尖锐矛盾，导致医疗费用不断上涨已使社会感到不堪重负；另一方面，建设 的基层社区医疗网的作用又得不到发挥，导致了医疗资源的浪费。 社区医疗可以服务到户，可以在家庭内为患者提供医疗服务，还可咀承担同 常保健、位康咨询、慢性病监测和老年生活照顾等责任，从而提供一种全方位、 整体连贯的和人性化的健康服务。在这些优势方面，大中型的医疗机构是无法与 其竞争的。正因为如此，在国内的较富裕的地区，社区医疗的作用己经开始显现； 比如目前上海市区通常在社区医院就诊的老年居民已占5 3 8 1 。因此，大面积 推广社区医疗服务己是当前刻不容缓的事。 既然如此，社区医疗为何还没有被广泛接受呢? 简单地说，主要是因为社区 医疗缺少优质医疗资源的供给，不能向患者提供足够好的医疗服务。社区医疗信 息化，应用远程医疗系统是解决这个问题的一个出路。采用适当的远程医疗技术， 患者的信息可实时地传送到医院，医院内专家的经验和知识就可以及时地用来指 导社区医生的服务，提高了社区医疗服务的质量，并使得医疗服务的供给模式由 导社区医生的服务，提高了社医医疗服务的质量，并使得医疗服务的供给模式出 第一章绪论 集中供给向分咖式供给转移，从而火大节省了相关费用的支出。 在出现老龄化问题的同时，社会卜- 还出现了心血管疾病年青化的趋势。由于 生活水平提高、工作节奏加快等因素的影响，不良的生活习惯使一些中、青年患 上了心血管疾病。中、青年患者一般都承担着工作和家庭的双重压力，因而要求 在接受医疗监护的时侯，不影响或少影响他们的社会活动，也就是要求病人在社 交场合或工作、旅行中都能接受监护。这时如果突然感到不适，都能得到及时的 救助和指导。 一般而言，各类心血管疾病病人可以按病情发展程度分为三类：1 、高危人 群类；2 、亚健康人群类；3 、病情待定人群类。 对待高危人群，一般综合性医院都具备床边监护手段。在抢救危重患者的过 程中，床边监护直接显示病人的生命体征，医院依据这些参数不断地调整治疗方 法，这种监护手段对于治疗是必不可少的。在这个人群中，有一部分是康复期患 者和老年陈旧性心血管病患者；为了满足他们对家庭温馨的需求和对医疗资源的 节约考虑，在社区接受医疗就是一种比住院治疗更适当的服务模式。对于这些患 者，在社区医疗的过程中仍然