第 1 章 緒論

1.1 研究目的與意義

國務(wù)院醫(yī)改辦、國家衛(wèi)生計(jì)委等部門聯(lián)合出臺(tái)了《關(guān)于推進(jìn)家庭醫(yī)生簽約服務(wù)的指導(dǎo)意見》，指導(dǎo)意見明確提出，下一個(gè)五年計(jì)劃將進(jìn)一步擴(kuò)大家庭醫(yī)生簽約服務(wù)制度范圍，擴(kuò)大遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)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(wù)關(guān)系，基本實(shí)現(xiàn)家庭醫(yī)生“醫(yī)療簽約服務(wù)體系”的全覆蓋。遠(yuǎn)程醫(yī)療是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為依托，充分發(fā)揮大醫(yī)院、醫(yī)療中心的醫(yī)療技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備優(yōu)勢，對醫(yī)療條件較差、不方便就醫(yī)的地區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)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(kuò)大就醫(yī)渠道，遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)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(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)不斷深入的發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到各行各業(yè)中，電力機(jī)房、通信機(jī)房、鐵路機(jī)房，包括公寓、居民樓、實(shí)驗(yàn)室、寫字樓等場所。遠(yuǎn)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(shí)時(shí)監(jiān)測，也可以完成對智能設(shè)備的數(shù)據(jù)收集處理。總之，遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)長時(shí)間不間斷的監(jiān)測。在很大程度上解放了人力，促進(jìn)了行業(yè)的快速發(fā)展。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測技術(shù)在醫(yī)療系統(tǒng)中的應(yīng)用研究通常認(rèn)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(bào)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(jìn)行病案咨詢以作輔助診斷[4]。然而利用公用電話網(wǎng)進(jìn)行傳輸存在著信息傳輸速率低、保密性不高等問題。隨著遠(yuǎn)程醫(yī)療經(jīng)過多年的發(fā)展，借助通信技術(shù)以及電子電路技術(shù)，運(yùn)用過電話、傳真、無線電通信等通信設(shè)備，從早期發(fā)送圖片、連續(xù)語音到當(dāng)今遠(yuǎn)程視頻和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的應(yīng)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(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體方案

本系統(tǒng)包含多個(gè)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(shí)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(jìn)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(shí)歸檔保存，從而實(shí)現(xiàn)人體生理參數(shù)的遠(yuǎn)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(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)主要有以下功能：1．實(shí)時(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)

1．溫度測量方案人體體溫?cái)?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(jì)：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(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。但是由于這種溫度計(jì)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(jì)：常見的電子溫度計(jì)有熱敏電阻溫度計(jì)和溫差電偶溫度計(jì)。熱敏電阻溫度計(jì)所利用的原理是溫度計(jì)中的熱敏電阻阻值隨著熱脹冷縮而改變；溫差電偶溫度計(jì)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?yàn)榭萍嫉目焖侔l(fā)展，生產(chǎn)溫度計(jì)的成本也在逐漸下降，電子類溫度計(jì)測量方式已經(jīng)相當(dāng)成熟。在現(xiàn)有的科技情況下，電子溫度計(jì)既可以實(shí)現(xiàn)間斷性測量，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)性測量（例如設(shè)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(shè)計(jì)...............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(shè)計(jì)................32

4.1 遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺(tái)的搭建................32

4.2 監(jiān)測中心運(yùn)行軟件................37

第 4 章 醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺(tái)的搭建

嵌入式系統(tǒng)軟件平臺(tái)主要在硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，軟件平臺(tái)主要由四種功能模塊組成，包括：板級支持包 BSP、驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)、功能層。嵌入式系統(tǒng)軟件平臺(tái)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(dòng)代碼與相應(yīng)的硬件支持，設(shè)置系統(tǒng)工作時(shí)鐘、設(shè)置高速緩存、設(shè)置外部中斷向量等，BSP 為操作系統(tǒng)的啟動(dòng)提供了必要的設(shè)備支持，并且定制了相應(yīng)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(yùn)行軟件

監(jiān)測中心系統(tǒng)運(yùn)行的人體生理參數(shù)監(jiān)測相關(guān)程序包括系統(tǒng)底層驅(qū)動(dòng)、守護(hù)進(jìn)程和多任務(wù)進(jìn)程等。驅(qū)動(dòng)程序是搭建硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)之間的橋梁。遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)各功能模塊對應(yīng)字符型驅(qū)動(dòng)程序分別為 wendu.c、 xueyang.c 以及 xindian.c等。如圖 4-4 所示為字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫流程圖。以字符型設(shè)備驅(qū)動(dòng) 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(shè)備驅(qū)動(dòng)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(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)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(guān)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款基于 Web Service 的遠(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行了可行性研究，分析并制定了系統(tǒng)的相關(guān)功能。2．對嵌入式遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)知識進(jìn)行了研究。對人體生理參數(shù)相關(guān)知識進(jìn)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(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)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(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，完成了生理參數(shù)采集模塊外圍電路圖設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：583168