（生物医学工程专业论文）面向BOP的无线监测平台设计.pdf

摘要 b o p ( b o t t o mo ft h ep y r a m i d ) 是指在收入低于平均水平、在收入的金字塔结 构中处于底部的人群( 国际标准：人均每天收入小于1 美金) 。中国是拥有世界上 最庞大的b o p 人群，与t o p ( t o po ft h ep y r a m i d ) 人群相比，b o p 在医疗方面面临 的最大的问题是医疗资源缺乏，无论是作为“硬件”的医疗仪器，还是作为“软 件”的基层医生，现状都无法满足b o p 人群日益增长的医疗需求。医疗仪器昂贵 的使用成本，医生医疗水平不足，都成为t b o p 医疗发展的瓶颈。“看病难、看病 贵”成为了b o p 人群的真实写照。 然而，在最大的“b o p ”基地一中国，却很少有科研单位进行“b o p ”设计方 法的研究，尤其医疗方面，国内研究还仅仅是起步，更无法找到真正具有代表性 的著作和论文。针对这种现象，笔者根据自己的研究兴趣进行了这方面的研究和 探索。 在为期两年的研究中，作者从需求分析开始，对中国医疗现状以及“b o p ” 人群现状有了大致的了解，总结出了中国“b o p ”医疗产品设计中的一些要素， 并通过分析了国外研究进展，最终选择了“a d v a n c e dp r o d u c t ”的设计方法作为 自己设计的理论基础。 本文在是作者在进行实地调研的基础上，结合国夕b b o p 产品设计方法从而提 出了一种可能适合于中国b o p 的设计方法，并结合当前项目对这种设计方法进行 实际尝试，“基于b o p 的移动监测平台”就是其中的一个方案。 本文主要对完成的以下工作进行介绍： 1 b o p 理论基础、特点以及设计创新原则，在前期工作的基础上，作者尝试性 地提出的一种可能适合中国国情的b o p 设计方法：“a d v a n c e dp r o d u c t ”。 2 作者在前期进行的一些实地调研、问卷、需求分析：包括b o p 调研小组先后 走访了上海崇明、奉贤、青浦等多个城镇，完成大量定性以及定量数据的采集与 分析，最终找到需求与现状之间的交叉盲点，并提出用无线监测的方式加以解决。 3 参照这种设计方法作者提出了“基于b o p 的无线监测平台”设计以及具体实现， 完成了监测平台的整体设计：即移动单元一管理单元一显示单元的总体构架。移动 6 单元选取了m p l 5 0 监测系统实现生理参数采集、模拟处理以及模数转换，生理信 号包括：心电图、体温、脉搏以及呼吸。采集到的信号通过无线网络被传输到管 理单元，在这部分中，作者着重于i i s 服务器前台以及s o l 数据库开发：通过前台 网站操作实现了生理信号采集、提取、存储以及显示功能；显示单元作者选取了 p d a 和笔记本电脑，通过其自带的w i f i 等接口实现了对网站的访问并可以连续地 显示生理参数波形。 4 作者根据设计做实验以及用户调查，包括了数据传输测试以及用户界面测试。 5 对两年以来工作的总结并提出了展望。 关键词：b o p ，移动监护，服务器，浏览器，传感器 7 a b s t r a c t c h i n ai so n eo ft h er a p i d l yd e v e l o p i n gc o u n t r i e si nt h ew o r l d b a s ef o rt h e w o r l d sl a r g e s tp o p u l a t i o n ，c h i n as t i l lh a sas i g n i f i c a n tp o r t i o no fp e o p l el i v i n gb e l o w t h eu np o v e r t ys t a n d a r d s t h e s el o w i n c o m ec o m m u n i t i e sa r eo f t e nr e f e r r e da s b o t t o mo f p y r a m i d ( b o p ) t h e s ec o m m u n i t i e sc r e a t e 锄e r 舀n gn e e d ss u c h 嬲m e d i c a l s e r v i c e s ，e d u c a t i o ne t c c u r r e n t l ym o s to ft h e s ec o m m u n i t i e sd on o th a v ed i r e c ta n d e a s ya c c e s s t oh i g hq n a l i t yh e a l t h c a r ep r o v i d e db yt h eh i g h e rt i e rh o s p i t a l s a tt h e1 9 8 0 s ，al o to fo r g a n i z a t i o n sh a db e e ni n v o l v e di n t o b o p r e s e a r c h e sa l l o v e rt h ew o r l da l t h o u g ht h ew o r d “b o p ”i sd e f i n i t eb yp r o f e s s o rc k p r a h a l a d ， u n i v e r s i t yo f h a r v a r do n2 0 0 2 t h er e s e a r c h - r e l a t e df i e l di sv e r yw i d e ，w h i c hi sf r o m i n d u s t r yt om e d i c i n e f i o ma p p l i c a t i o nc e n s u n l e rt of 0 0 d “b o p ”t h e o r ya n di t s p r o d u c t sc a nb ef o u n da r o u n du s h o w e v e r , i t si na l li n i t i a ls t e pf o r b o p r e s e a r c hi nc h i n a ( w h oh a sab i g g e s t b o pp o p u l a t i o n ) ，e s p e c i a l l yi nh e a l t h c a r e l e s sd o n e - w o r k sc a l lb es e a r c h e dh e r ea n d t h a t sw h yt h ea u t h o rh a sas t r o n gm o t i v a t i o nt od oi t i nt h ep a s tt w oy e a r s ，t h ea u t h o rv i s i t e db o pa r e a st of i n dt h ei n s i g h t so f b o p n e e d s ，g e tk n o w sf o rc h i n e s eh e a l t h c a r es y s t e mt h r o u g hc a s es t u d i e s ，a n df i n a l l y c h o o s e a d v a n c e dp r o d u c t m e t h o da st h ed e s i g nt h e o r y i nt h i sp a p e rt h ea u t h o rg i v e san e wb o pm e d i c a lp r o d u c td e s i g nm e t h o d o l o g y b a s e do nt h ef i e l ds u r v e y , c o m b i n e dw i t hf o r e i g nb o pd e s i g nm e t h o d s a so n eo f t h e r e s u l t s ， t h ed e s i g no fw i r e l e s sm o n i t o r i n gp l a t f o r mf o rc h i n ab o p i se x p e r i m e n t e d f o rt h em e t h o d n 心a t t i c l ei n t r o d u c e st h ec o n t e n t sa sf o u o w s ： 1 b o pt h e o r y , f e a t u r e sa n di n n o v a t i v ep r i n c i p l e s b a s e do nm 矾an e w b o pm e d i c a l p r o d u c td e s i g nm e t h o d o l o g yi s d e s c r i b e dw h i c hm a ym e e tc h i n e s et r a d i t i o n ： a d v a n c a dp r o d u c t 2 t h ef i e l ds u r v e yf o rb o pu s e r sh e a l t h c a r en e e d sh a v eb e e nd o n eb yb o pr e s e a r c h s g r o u p w ev i s i t e dm a n yt o w n si nc h o n g r n i n g ，f e n x i a n , q i n g p u , e t c ，t o f i n i s h q u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v es t u d i e s ，a n df o u n d t h ec r o s s p o i n t sb e t w e e nc u r r e n tc h i n a h e a l t h c a r es y s t e ma n db o pn e e d s a tl a s tw ec h o s ew i r e l e s sm o n i t o r i n ga s0 1 1 0o f t h e p o s s i b l es o l u t i o n s 3 t h ed e s i g no f w i r e l e s sm o n i t o r i n gp l a t f o r mf o rc h i n ab o p ，t h ec u r r e n ts y s t e mw a s c o m p o s e dw i t h3p a r t s ：t h es m a r ts g n s o ru n i t , t h e s e r v e ru n i ta n dt h em e d i c a l a s s i s t a n t ( m a ) u n i t s o m ev i t a l s i g ns i g n a l ss u c ha se l e c t r o c a r d i o g r a m ( e c g ) ，s k i n t e m p e r a t u r e ( s t ) ，p u l s e sa n dr e s p i r a t i o nc o u l db ed e t e c t e da n da c q u i r e db ys e n s o r s ， t h e nt r a n s m i t t e dt ot h er e m o t es e l v e ru n i t ，w h i c hi sa ni i ss e r v e rw i t has q l d a t a b a s e t h eb i o v i t a lw a v e l e t sa r ec r e a t e di nt h es e r v e ra n dd i s p l a yi naw e bt y p e f i n a l l yt h e y c a nb e v i e w e d0 1 1t h em as c r e e n , s u c ha sl a p t o po rp d at h r o u g haw i f i i n t e r f a c e 4 as y s t e mt e s ta n du s e rs u r v e yh a sb e e nd o n eo i ld a t at r a n s m i ta n d u s e ri n t e r f a c e s 5c o n c l u s i o na n df o r w a r d k e y w o r d s ：b o p , w i r e l e s sm o n i t o d n g , s e r v e r , b r o w s e r , s e n s o r 9 第一章绪论 1 1 课题研究的目的和意义 b o p ( b o t t o mo ft h ep y r a m i d ) 是指在收入低于平均水平、在收入的金字塔结 构中处于底部的人群。农村人口是b o p 人群重要的组成部分，与城市相比，农村 医疗资源缺乏的问题更加突出，无论是作为“硬件”的医疗仪器，还是作为“软 件”的乡村医生，现状都无法满足b o p 人群日益增长的医疗需求。医疗仪器昂贵 的使用成本，乡村医生医疗水平不足，都成为了农村医疗发展的瓶颈。 1 卜 5 与此形成鲜明对比的是病人在疾病晚期的高花费，由于缺乏日常的生理检测 和监护，许多病人的疾病都是在中晚期才被发现，此时疾病治疗率低，花费较大。 根据上海大学生物医学工程专业学生在0 5 年5 8 月的一系列调研结果显示： 农村b o p 中需要获得生理监护的人达到1 0 1 5 ，但是常规的生理监护需要大量 的电子医疗仪器和高水平的医疗人员，无论安装成本和使用成本都无法满足b o p 需要，必须建立一种全新的医疗模式。 如今，随着可携带式生理传感器技术的不断发展( 批量生产导致成本降低) ， 无线医疗终于成为可能，相比常规医疗模式，无线医疗使用成本更加低廉，携带 方便，并且对使用者要求不高，非常适合于乡村医生使用，正是基于此，作者设 计了一套“面向b o p 的无线监护平台”，满足中国国情需要。 本课题的创新意义在于第一次明确提出了“b o p ”这个用户群定义，引入了 “b o p ”设计理念，并且利用一年半时间完成了需求分析一产品设计一开发实现的 过程，虽然由于条件局限，本课题无法实现产品试点以及商品化的过程，也就无 法获得最终的结果，但是本课题仍然为“b o p ”创新这一新兴理念做出了一次有 意义的尝试。 1 2 国内外研究概况 “b o p ”概念最早在2 0 0 2 年由哈佛商学院c k p r a h a l a d 教授，其著作“金字 塔底部的财富”被称为开创了经济学新纪元。随后的几年，“b o p ”概念在多个领 域获得了扩展，许多学校、公司都投身于这方面的研究。学校方面，荷兰的代尔 伏特科技大学( d e l f tu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y ) 在工业设计方面专门针对 “b o p ”提出了多种设计方法，( 本课题的研究也正是采取了d e l f t 大学提出的 “a d v a n c e dp r o d u c t ”方法) 印度马尼泊尔大学( m a n i p u lu n i v e r s i t y ) 在材料 学、医学的“b o p ”领域取得了一定的成就，美国麻省理工学院( m a s s a c h u s e t t s i n s t i t u t eo ft e c h n o l o g y ) 则为“b o p ”开发出了售价仅1 0 0 美金的计算机；公 司方面，“联合利华”、“飞利浦”等跨国企业已经在食品、医疗、照明等方面进 行了尝试，并且在商业上取得了一定的成功。 “b o p ”开发在印度以及巴西已经开展了较长的时间，而对于中国来说却是 个新鲜的事物。上海大学生物医学工程专业作为国内第一个提出“b o p ”概念的 研究机构从2 0 0 5 年初起已经参与多个“b o p ”项目的研究工作，成立了“b o p 研究实验室”，并与一些有此方面研究的国外学校、公司开展了长期有成效的工 作。本课题就是“b o p 研究实验室”中正在进行的项目之一。 6 3 - i o 1 3 论文的主要研究内容 本论文是以作者在攻读硕士学位期间所承担的“无线医疗监护平台实现”这 一课题的工作为基础，采取了面向“b o p ”的设计概念，为“b o p ”理论在中国的 运用作出了一次有意义的尝试。论文主要内容安排如下： 第一章阐述了课题研究的来源、目的、意义以及国内外研究的现状。 第二章介绍了b o p 概念，设计理念、设计方法。 第三章需求分析，结合中国国情，介绍中国医疗现状以及不足之处。 第四章原创性地提出基于中国b o p 的医疗产品模式。 第四章根据需求提出设计方案以及想法。 第五章详细介绍了整个平台的具体的实现过程，如网络服务器软、硬件 配置、程序的实现细节等。 第六章给出了针对当前平台的一些测试结果。 第七章针对设计做的一些用户调查。 第八章总结讨论并给对后续研究的建议。 1 4 课题来源 本课题基于上海大学“2 1 1 ”重点学科建设项目“无线监护移动平台”，开发 面向2 1 世纪的医疗产品模式。 本课题经费来源为上海市重点学科建设项目( t 0 1 0 2 ) 。 1 4 第二章背景：金字塔的底部 2 1 引言 从电视当中我们可以看到许多为世界上4 0 多亿穷人提供捐款的呼吁，这些 穷人每天过着消费远远低于2 美元的日子。而事实上，这些镜头我们司空见惯， 虽然联合国、政府部门以及一些n g o ( 非政府组织) 都在努力致力于改善和提 高这些人的生活水平，但是贫穷仍然是摆在世界面前的一道最难解决的难题。 对世界上大多数发展中国家而言，如何切实提高贫穷人口的生活水平，使得他们 早日脱贫，也往往成为困扰政府的心病。 然而，与那些表明贫困的典型画面形成鲜明的对比的则是：真正的穷人同时 也是敏感和具有价值意识的消费者这一点很容易造成一些企业的误解单纯的 认为穷人不需要科技，穷人没有价值观。事实上，我们所需要的是一种更好的帮 助穷人的方法，一种与他们共同创新，切实提高他们的生活质量，只有这样，穷 人们才会积极主动地投入近来。 2 2 金字塔的底部 2 2 1 介绍 我们可以把人们按照财富和收入能力用经济金字塔的形态加以划分。位于金 字塔顶端的是富人，他们拥有大量获取高额收入的机会；超过4 0 亿的人口生活 在金字塔的底部，( b o p ) 每日收入不足2 美元，他们是世界发展不可忽视的力 量。 对于中国来说，b o p 人口也占到了全中国人口非常大的部分。如图2 1 、2 2 所示，中国的b o p 入口在城镇和农村中分别已经占到了4 0 和5 0 ，这群入在 满足了基本的生活保障以后也想通过一些适合他们的产品以及模式来进行消费， 从而提高他们的生活水平，当然，他们也拥有了相当的购买消费能力，这点为 最终形成b o p 市场提供了必然条件。【1 1 1 2 】 1 5 圈2 ：农村人群收入金字塔；农村低收入人口占到 图2 1 ：城镇人群收入金字塔：城市低收入人口占到 5 0 4 0 2 2 2b o p 市场特点 b o p 市场有一些与众不同的特征。只有遵循这些特征，任何设计生产出来 的产品才能够被b o p 市场所接受，也最终才能达到提高人们生活水平的最终目 的。 i 、b o p 市场是有品牌意识的 巴西的卡萨斯巴伊亚是一家大型的耐用消费品零售商，销售电视机、洗衣 机、收音机和其他家用电器，他的经验表明，b o p 市场有很强的品牌意识。穷 人的品牌意识是普遍存在的。对于新的、更高质量生活的渴望，是包括b o p 消 费者在内的每个人的梦想。因此，他们也希望与有钱人一样，使用相同品牌的产 品，享受同样的服务。但是，b o p 消费者又是非常重视价值的购买者，他们希 望将自己不多的消费能力使用到最合适的地方，从而获得最大的收益。( 或者说 是他们获得自己认为的最理想的服务) ，他们希望物美价廉，这就对产品提出了 比较高的要求，也是一个巨大的挑战。 2 、b o p 消费者乐意接受先进技术 与流行的观念相反，b o p 消费者乐意接受先进技术。 无线装置、网吧和个人掌上电脑( p d a ) 在b o p 市场上的广泛使用，令许多 专家和研究者都大跌眼镜。比如在中国，国家统计局的2 0 0 4 年年报表明，电话 和手机在中国b o p 市场的普及率非常高，其中电话的占有率在农村都已经达到 1 6 了平均0 9 部户。而手机、网吧的普及率在中国也呈现不断上升趋势。在一些例 如医疗、保健等领域，b o p 群体同样非常渴望获得高科技的产品。根据上海大 学飞利浦公司在2 0 0 5 年5 月进行的一次上海市( 金山、崇明) b o p 健康调研表 明，几乎所有的被采访者都愿意接受著名品牌的高科技产品，但是性价比是他们 将要考虑的首要标准。 3 、b o p 市场的无序性 在同一个经济体中，b o p 消费者和富人之间的成本差异只能以一个事实来解 释，那就是，b o p 贫穷惩罚的原因在于配送渠道和当地中介角色的无效率。这 就意味着，由于缺少顺畅的配送环节，产品到达b o p 消费者手中的价格会相对 偏高，这也在另一方面直接造成了b o p 消费者对于品牌高科技产品的望而却步， 因此，在b o p 市场进行产品开发必须随之建立完善的售后服务。【1 3 1 6 】 2 2 3b o p 市场创新原则 b o p 市场的创新主要将体现在以下的各个方面： l 、以市场和服务的价格表现为重点。为b o p 市场服务不仅与低价有关，还以为 创造一种新的性价体系。价格表现方面的重大突破是迎合b o p 市场的先决条 件。 2 、创新需要混合式的解决方案。b o p 消费者所面临的问题不能用原有技术去解 决。绝大多数是可扩展的、提升价格表现的解决方案，都需要先进和新兴的 技术，并且创造性地与现有的、快速演化的基础设施结合起来。 3 、由于b o p 市场很大，因此开发出来的解决方案必须能够在不同的国家、文化 和语言之间复制和移植。方案的设计必须易于在类似的b o p 市场中进行调 整。这是获得规模应考虑的一个关键点。 4 、发达国家习惯于浪费资源。例如，假如每一为b o p 消费者都开始像典型的美 国或者日本消费者那样使用包装的话，那么全世界将无法维持这样的资源使 用水平。所有的创新都必须强调保护资源，减少资源浪费和提高资源的重复 利用水平。降低资源使用密集度必须成为所有产品开发的一条关键原则。 5 、产品开发必须始于性能( 而不仅仅是形式) 的深刻理解。仅仅把针对美国、 欧洲或者日本的富有消费者开发的产品进行少许改变是远远不够的。考虑到 b o p 消费者的生活工作环境，设计者必须对性能重新做出缜密思考。 6 、除产品创新外，在b o p 市场中，服务过程创新同样重要。在发达国家，售后 服务体系相当发达，该体系可接近潜在的消费者、向他们销售产品并提供服 务，在这一过程中，由存在可靠的基础设施，因此只需对具体产品做出微调。 但是在b o p 市场中，可靠的基础设施未必存在。在通常情况下，创新必须以 营造后勤基础设施为重点，包括营造满足普遍条件的制造设施。 7 、降低应用时的技术要求很关键。绝大多数b o p 市场在技能方面是差强人意 的。产品和服务的设计，必须考虑到技能水平以适应不理想的基础设施和边 缘地区获得服务。 8 、教育引导顾客去应用产品也很关键。绝大多数b o p 消费者生活在“媒体盲 区”，这意味着他们接触不到广播或者电视节目。( 或者说相对接触的比较少) 由于缺乏广告这一传统的产品教育手段，因此必须开发新的、创造性的方式。 9 、产品必须适应恶劣的环境。产品不但必须承受噪音、灰尘、不清洁的环境的 污染以及人们对产品的滥用，而且还必须适应低质量的基础设施所带来的问 题，如电力以及水质问题等。 l o 、针对消费者群体特点，界面的研究设计也相当关键。消费群体在语言、文化、 技能水平，以及对产品性能、特点的熟悉程度等方面的差异，都是创新团队 要解决的问题。 1 1 、创新必须直面消费者。b o p 同时拥有高度分散的农村市场和高度密集的城镇 市场，这要求必须对分配方法进行创新。降低成本使穷人都能够承受是非常 关键的。 1 2 、值得注意的是，在b o p 市场上，产品特征和性能的演变非常快。因此，产品 开发商必须注重系统开发平台的兼容性，以便于融入新的产品性能。b o p 市 场给了我们机会，同时迫使我们挑战现有的模式。 综上我们可以得出结论：b o p 市场的创新能够反转概念流、思想流和方法流， 而对于任何产品而言，在b o p 市场的实践显得越来越关键。 2 3 面向中国的b o p 医疗产品设计理念以及方法 由于b o p 对于很多人来说还比较陌生，而国内在这个特定领域的研究也相对 比较少，所以面向b o p 的各种产品研发模式和方法都在尝试中。目前国际上最为 通行的模式是政府( c o y ) 一非政府组织( n g 0 ) 一跨国公司( m n c ) 一大学( u n i ) 问的合作 研发模式，如图2 3 所示：在整个产品的研发过程中，政府起到了宏观调控的作 用，一些政策法规的出台将直接影响b o p 产品的开发趋势：非政府组织则在b o p 产品研发过程中起n t 牵线搭桥的作用，从最早的调研到最后的产品试点实验， 非政府组织都起到了举足轻重的作用；跨国公司企业则为b o p 带来了资金与技术 的支持；对于整个图最底端的大学来说，在b o p 的研发过程中将会贯穿始终，包 括对b o p 的理解，知识创新，开发设计等等。 与普通的医疗产品研发相比，b o p 研发有其特殊之处： 首先是更加重视多方合作以及知识创新，n g o 在整个过程中具有相当重要的 作用。 其次是对需求分析的理解要求更深刻，b o p 市场不同于高端市场，b o p 用户 可支配资金是相对较少的，一般用在他们最需要的地方( 尤其是医疗健康) 。因 此从他们的健康状况入手，从他们的医疗空白点入手，往往可以取得好的效果。 b o p 产品研发本身也是个可持续发展的过程，随着国家政策的出台以及b o p 人群生活水平的不断变化，我们研发思维也要不断更新，不断进步。 当然，b o p 产品研发模式也适合于其他医疗产品的研发，b o p 产品是完全可 以适用于高端市场的。 图2 3 面向b o p 医疗产品的研发模式 对于b o p 的研究来说，最重要的就是针对特定市场找到不同的分析方法，真 正从需求出发，找到切入点。图3 给出了b o p 研究的整体流程，从最终确定b o p 研 究方向开始，以对b o p 了解的需求出发，深入而完整地建立可持续发展的b o p 理念， 最终实现知识创新以及产品开发。在最终产品化之后，一种多形态的推广模式将 被运用到b o p 市场中去。 在下文中，本文将从需求分析开始介绍b o p 产品的开发流程，包括需求分析一 知识创新一市场推广三个方面。 2 4b o p 产品开发流程 2 4 1b o p 对象需求分析 在“金字塔底部财富”一书中，作者提出了“对象需求分析出发”的黄金准 则，而上海大学“b o p ”实验室的研究也正是遵循了这条法则。2 0 0 5 年6 月以及8 月，“b o p ”实验室分别组织学生进行了两次大规模的社会调研，分别走访了上海 周遍八个区县，十四个镇，将近四十个行政村，完成调研问卷四百余份，采访b o p 人群六十余人，深入地了解了“b o p ”人群的内在需求( 图2 4 ) 。 图2 。4 ：b o p 研究小组走访上海周边农村地区 在完成了大量的采访问卷以后，针对不同的用户群体，我们进行了大量的需 求分析。图2 5 是我们需求分析中的一个针对农村老年人案例，它综合考虑了其 年龄、家庭、收入等各种情况。在此基础上，我们做出对应其目标群的需求分析 图。 图2 5 ：个体需求分析图( 合作单位：荷兰d e l f t 大学、b r a s m a s 大学) 2 1 2 4 2b o p 知识创新以及产品开发 图2 6 产品研发合作模型图 b o p 知识创新的过程就是结合需求 进行产品开发的过程，在考虑需求的时 候，我们应该尽量将多的元素包括在设 计的条件中。例如开发食品我们必须考 虑地域特点以及民族文化，我们不可能 为佛教国家去开发肉食类产品；开发工 业产品我们必须考虑国家政策以及风俗 文化，我们不能去开发与国家规划相反 的产品；开发医疗产品我们则需要根据 发病率以及流传地区来设计，我们不可能将欧美人使用的医疗产品照搬不变地使 用到东方人身上。 在开发模式方面，更为流行的是多方合作机制。图2 6 即为产品开发的合作 模型图，作为产品技术输出的大学以及公司，在整个产品设计的过程中将起到主 导的作用。而在设计的过程中，如何与n g o 进行知识交互也非常重要。一般来 说，b o p 的很多项目都是非盈利性的，因此找到合适的n g o ，通过其平台将自 己的设计方案进行推广和实施，将对于整个产品的成型起到非常关键的作用。 在设计方法方面，世界上比较流行的为“a d v a n c e dp r o d u c t ”的方法，即将 一些先进的技术用于看似不可能的使用地区，通过反复使用达到降低成本的目 的。本课题的设计采取的也是这种设计方法。 2 5b o p 市场开发模型 由于市场开发对于一个“b o p ”课题的成功与否起到一个非常关键性的作用。 因此虽然本课题并不涉及一些部分，但是作为项目后继，本节将简单地介绍下市 场开发模型。 图2 7 给出了一个比较通用的模型，政府支持为b o p 研发提供了一个平台； ( 政府的医疗规划直接对b o p 需求提供了指南) 知识创新和市场则是b o p 开发 的奠基石，只有在真正了解了b o p 市场的现状以后，才有可能开发出满足b o p 需求的产品。建立多种合作模式下的b o p 产品开发，将具体围绕政府支持、知 识交互以及市场协调这三方面展开，缺一不可。 作为一种尝试中的模式，我们希望随着课题的继续深入而对此进行实践。 图2 7 ：b o p 项目开发模式示意图 第三章问题发现与分析：中国医疗模式 3 1 中国医疗模式概述 中国医疗模式中主要包括三个等级的医院以及社区服务点( c h p ) ，图3 1 以 及3 2 给出了中国医疗系统以及主要特征。 田田圈田 f i 9 3 1 中国设计方法 ：, 1 0 0 0 病氐加医生，户士 1 5 0 0 0 2 0 0 0 0 病人厌 巧0 0 病氐姗医生r p - a ： 2 0 0 0 1 0 0 0 0 瘸天 1 0 0 病氐1 医生，护士 1 加一1 加o 病人，天 平均距离7 j 分钟 气车 叵二二二二二 2 3 医生 1 0 1 0 0 病人，夭 平均距离5 分钟，步行 陌孬r 3 , 0 0 0 居民 f i g , 3 2 主要医疗特征 对于b o p 人群来说，“看病贵、看病难”是他们所面临的最主要医疗矛盾。“看 病贵”是指b o p 病人一旦生病，不得不去大医院就诊，必须支付昂贵的就诊费用 以及交通费用；“看病难”则指一些b o p 地区本身医疗资源缺乏，b o p 人群无法享 受到必须的医疗服务。 考虑到中国医疗发展趋势，c h p 将在今后的医疗，尤其是b o p 医疗中占据越来 越重要的作用。c h p 将担负起普通疾病治疗、流行性疾病预防、慢性病监护等责 任，并推荐病人去更高等级的医院就医。 3 2 社区医疗服务点以及全科医生 通常来说，每一个社区或者乡村都有自己的社区医疗服务点，每个服务点 都会覆盖5 公里范围，服务人群为3 0 0 0 入左右。卫生服务点的主要职责为传染 病预防、常规疾病诊断、家庭监护等，同时社区卫生服务点还承担着管理相关 社区乡村居民卫生健康信息的职责。 每个社区卫生服务中心都设有2 - 3 名全科医生( 在农村又称为乡村医生) ， 这些医生通常不具备非常高的医疗水平，教育水平较低，也并不配备任何高科技 含量的仪器。 6 儿1 1 3 3 社区医疗服务点存在的问题 经过我们实地走访调研，对比更高级的医疗机构，我们发现社区卫生服务点 主要存在以下的几个问题： 1 医疗仪器缺乏 绝大部分社区卫生服务点都只有简单的医疗器械用于诊断和治疗。根据中国 卫生局统计资料表明，一些慢性疾病例如高血压、糖尿病、慢性心脏病都成了最 主要的疾病，但是社区卫生服务点并不具备这些疾病的监控以及诊断器械。 2 全科医生医疗水平不足 大多数全科医生都不具有医学大专或者以上学历，他们的医疗水平并不足以 应付他们所遇到的医疗问题，( 这个问题农村更显得突出) 而且他们中的许多并 不会使用电脑等医疗辅助设施。 3 卫生点与高级医疗机构缺乏联系通道 虽然绝大部分社区卫生服务点安装固定电话以，甚至一些地区安装了电脑， 但是由于1 和2 ，他们与高级医疗机构之间仍然缺乏一种方便有效的联系方式 通道。 3 4b o p 人群健康现状 根据上海大学“b o p ”研究小组的走访，我们发现慢性疾病( 高血压、糖尿病) 以及心脏疾病是影响b o p 人群健康的主要问题，而原因主要集中在以下几个方 面： 1 缺乏必须的健康意识：由于缺乏医疗常识，他们几乎从来不在乎平时的 医疗检查，为了省钱，他们即使生病也很少去检查除非疾病已经非常严重。 2 缺乏医疗检查仪器：正如1 、2 、3 节介绍，目前的卫生服务点并不具备第 一时间发现病由的能力。 3 缺乏对医生的信任：在走访中我们发现，b o p 人群同样渴望享受到与t o p 人群一样的医疗服务，而除了硬件以外，他们对“软件”医生也同样有相当高的 期待。他们对目前的社区卫生服务点医生医疗素质始终是抱怀疑态度的，因而他 们也就近缺乏就医的热情，而大医院的治疗费用又往往让他们望而却步。 3 5 需求与现状的交叉盲点：远程监测 根据上面的说明以及第2 章的需求分析，目前中国b o p 医疗市场存在着比较 大的需求与现状之间的差距。卫生服务点作为基层的医疗服务提供机构，他们理 应担任疾病预防、慢性疾病监测等责任，但是现状决定他们并不能完全地提供这 方面服务，因而往往造成小病不能及时发现，导致小病拖成大病，慢性病引起突 发疾病的现象产生。( 例如高血压引起血栓等) 面对这种现象，国际上较通用的技术解决方式为远程医疗( 无线远程监测) 。 1 7 针对基层医疗机构的现状，建立监测服务端，在一端采集病人的生理参数 ( 心电、心率、体温、血压、血糖) ，并通过某种传输方式将信号传输到大医院 自动工作站进行分析，最后将分析的结果返回给服务端，并给予治疗推荐方案。 事实上，如果能够满足第2 章中提到的创新原则，这种方法同样可以运用到 b o p 设计中去，笔者对这些原则加以整合，得到了如下结论。 1 设计必须满足基本的条件。以数据传输而言，必须存在有线无线传输介质， 而在一部分b o p 地区( 上海周边) ，卫生服务点已经完全具备a d s l t s n g s 条件。 2 设计必须要包含提供服务。如果仅仅为社区卫生服务点设计某一种诊断监 测仪器并不能满足需求，我们还必须完全提供周边服务。 3 设计出来的仪器系统必须是可持续的，在“a d v a n c e dp r o d u c t ”设计方法 中，我们可以暂时不考虑开发成本，但是我们必须考虑使用维护成本，以达到 降低使用代价的目的。 基于此，作者与研究成员将这些需求与问题进行了归类总结，并以此提出了 一些解决方案设计。“面向b o p 的医疗监测平台”正是其中的一个，接下来的章 节作者将详细地介绍这个设计方案。 第四章方案设计 4 1 概述 本章主要对面向b o p 的无线监护平台的整体设计方案进行了运用层面的介 绍。包括生理数据的传输、网络服务平台的选择( 服务器平台软、硬件的选择) 和具体的实现方案。 4 2 系统总体设计 与其他的监护系统想类似，本平台的设计也包括了多个实现模块，如移动单 元、管理单元、显示单元等，全科医生只需要携带这套系统，到病人家中对病人 进行生理参数检测以及监护，检测到的信息将在系统上显示，并发送到远端的中 央服务器上( 可以是医院，或者社区卫生服务中心) ，通过远端的服务器对信号 进行分析( 可以是专家或者h i s 系统) ，并将诊断信息及时地反馈到系统上，帮 助乡村医生诊断疾病。 1 7 - 2 6 图4 1 介绍了整个系统的工作流程。 病人 移动监护单元 乡村医生 数据传输单元 夏圣一 管理单元 乡村薮耋参考馕墩辨蒋母 馓出渗酢，无法诊断的避 过数据传辘单扎传辘剜医 学备家娃 专家 氍学专蒙f 或者。 h i s 系统) 趣迸谣。 戢非分柝砖输t 褒 托生珲信母，获得。 眈艘可靠的医疗渗 黪巷够喙 图4 1 ：系统工作流程图 与其他类似系统相比，本系统的设计主要突出了以下几个方面： 1 轻便，方便携带：乡村医生可以随时随地为病人进行生理监护和参数测试。 2 数据采集与显示：常规的生理参数都可以被系统采集并且显示，作为乡村医 生诊断参考。 3 数据传输：远端的医学专家( h i s ：医院信息系统) 同时可以接收到这些数 据并且给予诊断建议。 4 病历管理：乡村医生可以通过系统对病人的“健康档案”进行更新。 图4 2 给出了设计系统的组成，系统主要由3 部分组成：1 移动单元：直接记 录了监护对象的所有生理参数2 数据传输单元：将采集到的数据通过无线网络 传输到远端的管理单元3 管理单元：医学专家( h i s ) 可以通过p c 机上的系统 来处理和分析生理参数，并将分析结果通过数据传输单元进行及时的反馈，给予 诊断建议。同时，由于有数据库的支持，医学专家还可以对采集到的数据进行存 储和调用。 数据传输单元 ( ( 甲) ) 侈 侈 u 管理单元j 一x 1 i _ 阮稠舰1 的实时编码传输。( 当然，以g s m 技术或者蜂窝电话通信技术也相当成熟) 在建立 一个结点作为网络桥以后结点信息通过路由器连接因特网，并且与数据库相通。 1 9 2 8 2 9 在移动单元与管理单元之间的信息传输是基于c s 结构的( 用户服务器结 构) 。在实际的操作中，移动单元作为客户端而管理单元作为服务器端。整个传 输基于因特网的自带t c p i p 管理控制协议。 3 0 下面将围绕这几个板块进行阐述。 4 2 1 移动单元设计 图4 3 ：移动监护单元总体结构 移动单元主要包括生理参 数信号采集部分以及信号显示 与存储两个部分，多道的生理参 数( 心率( h r ) ，心电图( e c g ) ，血 压( h p ) 以及血氧饱和度( s p 0 2 ) ) 采集主要包括以下两种方式：三 道e c g 信号采集以及p p g 信号采 集，整个移动单元设计如图4 3 所示： 传感器采集了生理参数以后，通过通用串行口r s 2 3 2 直接传输到处理平台上 图4 4 ：信号处理流程 进行信号的处理。信号处理 部分的主要如图4 4 所示： 其中e c g 的信号采集通 过标准i i i i i i 导联，p p g 信号则通过i r a c i r d c r a c r d c 四道参数的r i r 采集实现。放大后进入处理芯 片，再通过一定的隔离后与系统平台实现互联。 1 7 1 8 处理以后的生物数据将被实时地显示出来，供乡村医生进行参考。同时乡村 医生可以有选择地对这些数据进行存储( 作为移动单元，其数据存储量是相当有 限的) ，并通过数据传输单元将这些数据传输到服务器端，等待医学专家的反馈。 以上的所有功能，都是通过友好用户界面来实现，乡村医生几乎不用输入汉 字，直接用手写笔就可以完成一系列的操作，从而满足乡村医生的实际需求。 4 2 2 管理单元设计 移动单元的结构相似，管理单元的核心也是数据处理单元，将传输过来的数 据进行处理和显示。与移动单元存储量较小不同的是由于有数据库的支持，管理 单元完全可以进行大数据量的存储与交换。此外，由于考虑到服务器端可能是 h i s 系统，必须设立报警模块实现人机的实时交互。 围4 5 管理单总体结构 如图4 5 示，在设计中，一些生理参数基本可以被实时地传送到服务器端， 经处理后在服务器端显示。整个友好界面将由m i c r o s o f ts q l 数据库进行支持， 方便监护者( 可以是医院的专家，培训过的普通医生甚至是医院里的h i s 系统： 医院信息管理系统) 使用。当监护者发现被监护对象生理情况发生异常后，可以 第一时间发送信号到移动单元上实现信息反馈，提醒乡村。管理单元的另外一个 重要特征就是与因特网的互连，这样管理单元本身就可以被作为一个网络接点 ( h u b ) ，来进行下一步的网络拓扑结构开发。因而在具体设计时，一个具有一定 服务性质的网站可以作为管理平台进行数据的管理以及交互。 3 1 一 3 4 4 2 3 数据显示单元设计 这个单元其实是管理单元的一个扩展和延伸，其使用者为乡村医生，其作用 是将服务器上的一些数据、图象连续的、基本实时地传递到使用终端上，方便乡 村医生的诊断。从设计结构上来看，更象是服务器的有些客户端，通过一些软件 接口以及网络构架，一些远程数据传输将被实现 1 9 2 1 2 7 3