第 1 章 緒論

1.1 研究目的與意義

國務院醫(yī)改辦、國家衛(wèi)生計委等部門聯(lián)合出臺了《關于推進家庭醫(yī)生簽約服務的指導意見》，指導意見明確提出，下一個五年計劃將進一步擴大家庭醫(yī)生簽約服務制度范圍，擴大遠程醫(yī)療服務范圍，形成居民與家庭醫(yī)生之間穩(wěn)定的醫(yī)療契約服務關系，基本實現(xiàn)家庭醫(yī)生“醫(yī)療簽約服務體系”的全覆蓋。遠程醫(yī)療是指以計算機技術、通信技術為依托，充分發(fā)揮大醫(yī)院、醫(yī)療中心的醫(yī)療技術和醫(yī)療設備優(yōu)勢，對醫(yī)療條件較差、不方便就醫(yī)的地區(qū)進行遠距離咨詢、診斷和治療。為更好的建立病患與家庭醫(yī)生，病患與醫(yī)院的直接聯(lián)系，繼而擴大就醫(yī)渠道，遠程醫(yī)療系統(tǒng)的應用將發(fā)揮重要的作用。

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1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

隨著遠程監(jiān)測系統(tǒng)不斷深入的發(fā)展，遠程監(jiān)測系統(tǒng)的應用范圍已經(jīng)擴展到各行各業(yè)中，電力機房、通信機房、鐵路機房，包括公寓、居民樓、實驗室、寫字樓等場所。遠程監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢在于它既可以完成對模擬信號的實時監(jiān)測，也可以完成對智能設備的數(shù)據(jù)收集處理�？傊�，遠程監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對目標長時間不間斷的監(jiān)測。在很大程度上解放了人力，促進了行業(yè)的快速發(fā)展。遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測技術在醫(yī)療系統(tǒng)中的應用研究通常認為是從 1970 年以后開始的，早期主要通過公用電話網(wǎng)或者電報系統(tǒng)傳送語音和文字信息供醫(yī)生間交流，或向異地專家進行病案咨詢以作輔助診斷[4]。然而利用公用電話網(wǎng)進行傳輸存在著信息傳輸速率低、保密性不高等問題。隨著遠程醫(yī)療經(jīng)過多年的發(fā)展，借助通信技術以及電子電路技術，運用過電話、傳真、無線電通信等通信設備，從早期發(fā)送圖片、連續(xù)語音到當今遠程視頻和虛擬現(xiàn)實等技術的應用，已經(jīng)形成了眾多新的研究方向[5]。

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第 2 章 醫(yī)療數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體方案設計

2.1 系統(tǒng)總體方案

本系統(tǒng)包含多個功能模塊，主要分為生理參數(shù)采集模塊、供電模塊、通信模塊、主控模塊、PC 端及觸摸屏等。系統(tǒng)的整體功能是要實現(xiàn)心電、心率、血氧、體溫等數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測和顯示。首先通過傳感器模塊采集生理參數(shù)，再由主控單元對數(shù)據(jù)進行接收、解析、處理等，，處理分析后，將生理參數(shù)的數(shù)據(jù)值和圖像通過監(jiān)測界面顯示，使用文件操作將生理參數(shù)按時歸檔保存，從而實現(xiàn)人體生理參數(shù)的遠程監(jiān)測。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 2-1 所示。本文設計的遠程監(jiān)測系統(tǒng)主要有以下功能：1．實時采集監(jiān)測功能：醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)θ梭w的體溫、脈搏、心率、血氧飽和度等重要參數(shù)進行實時采集與監(jiān)測。

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2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與傳輸設計

1．溫度測量方案人體體溫數(shù)據(jù)的采集方法有傳統(tǒng)的接觸式以及現(xiàn)普遍流行的電子器械式。水銀溫度計：這是臨床上最常見的一種接觸式體溫測量方法。在一根玻璃管的貯囊內(nèi)灌滿水銀，利用水銀的受熱膨脹原理，顯示出人體溫度，這種方式具有方便實用等優(yōu)點。但是由于這種溫度計破碎后容易揮發(fā)，污染環(huán)境，在一些地區(qū)這種測量方式已經(jīng)被淘汰。電子溫度計：常見的電子溫度計有熱敏電阻溫度計和溫差電偶溫度計。熱敏電阻溫度計所利用的原理是溫度計中的熱敏電阻阻值隨著熱脹冷縮而改變；溫差電偶溫度計的制作原理是利用兩種不同的金屬所構(gòu)成回路中電流隨不同溫度變化的原理。因為科技的快速發(fā)展，生產(chǎn)溫度計的成本也在逐漸下降，電子類溫度計測量方式已經(jīng)相當成熟。在現(xiàn)有的科技情況下，電子溫度計既可以實現(xiàn)間斷性測量，也可以實現(xiàn)連續(xù)性測量（例如設定為每秒測量一次），這樣就為體溫的連續(xù)性監(jiān)測提供了幫助。

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第 3 章 監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計...............16

3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖.................16

3.2 微處理器及外圍電路...............17

第 4 章 醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計................32

4.1 遠程醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺的搭建................32

4.2 監(jiān)測中心運行軟件................37

第 4 章 醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計

4.1 遠程醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺的搭建

嵌入式系統(tǒng)軟件平臺主要在硬件平臺的基礎上進行設計，軟件平臺主要由四種功能模塊組成，包括：板級支持包 BSP、驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)、功能層。嵌入式系統(tǒng)軟件平臺結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示。1．板級支持包 BSP板級支持包的主要功能是為操作系統(tǒng)提供啟動代碼與相應的硬件支持，設置系統(tǒng)工作時鐘、設置高速緩存、設置外部中斷向量等，BSP 為操作系統(tǒng)的啟動提供了必要的設備支持，并且定制了相應的系統(tǒng)功能[37]。BSP 的位置介于主板硬件與操作系統(tǒng)之間[38]。

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4.2 監(jiān)測中心運行軟件

監(jiān)測中心系統(tǒng)運行的人體生理參數(shù)監(jiān)測相關程序包括系統(tǒng)底層驅(qū)動、守護進程和多任務進程等。驅(qū)動程序是搭建硬件設備與操作系統(tǒng)之間的橋梁。遠程醫(yī)療數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)各功能模塊對應字符型驅(qū)動程序分別為 wendu.c、 xueyang.c 以及 xindian.c等。如圖 4-4 所示為字符設備驅(qū)動編寫流程圖。以字符型設備驅(qū)動 wendu.c 講解編寫流程：1．編寫 MLX90615 硬件接口函數(shù)。2．建立文件系統(tǒng)與溫度采集設備驅(qū)動程序間的接口，如：structfile_operations 結(jié)構(gòu)體。

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結(jié)論

隨著科技的發(fā)展，遠程醫(yī)療技術也在不斷發(fā)展。本文針對醫(yī)療資源分布不平衡等問題，采用嵌入式相關技術，設計了一款基于 Web Service 的遠程醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)很好的解決了就醫(yī)難、看病難等問題。本文得到的結(jié)論如下：1．首先明確了遠程醫(yī)療數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)研究的目的與意義，結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，對嵌入式遠程醫(yī)療數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的總體方案進行了可行性研究，分析并制定了系統(tǒng)的相關功能。2．對嵌入式遠程醫(yī)療系統(tǒng)相關基礎知識進行了研究。對人體生理參數(shù)相關知識進行了研究。確立了生理參數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊。分析了數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。3．對監(jiān)測系統(tǒng)的軟件平臺進行了設計與實現(xiàn)。采用 ARM 體系架構(gòu)S3C2440A 芯片為主控模塊，完成了其外圍電路設計。根據(jù)系統(tǒng)的總體設計方案，完成了生理參數(shù)采集模塊外圍電路圖設計。

參考文獻（略）

本文編號：583168