發布日期：2022-04-17 點擊率：59
[摘要] 目的：研制一種新型的生理參數監測系統，具備較好的移動性、舒適性以及可擴展性。方法：使用可穿戴技術實現基本生理信號的低負荷獲取，使用藍牙實現生理數據短距離無線傳輸，使用內嵌Windows Mobile 操作系統的智能手機實現生理數據的接收、處理、存儲以及遠程傳輸。結果：基于智能手機的穿戴式移動監測系統可實現心電、呼吸、體溫以及體位/體動等多項基本生理參數的低負荷獲取，具有較好的人機交互界面和移動監護特性，可擴展性強。結論：智能手機可作為一個理想的家庭醫療系統開發平臺，具有可擴展性強、開發便捷等特點，基于智能手機和藍牙技術的穿戴式移動監測系統將在未來的健康護理中發揮重要作用。
1 引言
隨著生理信號檢測技術的進步， 以及人們保健需求的日益提高， 用戶對生理參數監測系統的舒適性和移動性的要求越來越高。醫療模式變革，“戰略前移，重心下移”，社區醫療和家庭醫療將在國民健康保障方面發揮重要作用。人體基本生理信號（如心跳、呼吸、體溫、脈搏等）的低負荷、長時間、連續動態監測技術是家庭和社區醫療中的一類關鍵技術， 通過這些信號的分析，可獲取豐富有關人體健康狀態的信息。在保證信號傳感質量的情況下， 舒適性和移動性決定了這類健康監測技術能否真正應用到百姓的日常生活中。低生理、心理負荷甚至無負荷（unobtrusively）狀態下的生理參數獲取是當今生物醫學工程的前沿， 可穿戴技術被認為是實現低負荷甚至無負荷生理參數檢測/監測的有效途徑之一。可穿戴技術（生物醫學工程領域） 是近年來興起的一種低負荷生命信息檢測技術，該技術將生理信息獲取與人的日常穿戴相結合，以腰帶、襯衣、短褲、臂章等形式來獲取人的呼吸、心跳、血壓、體溫、體動等生命參數[1-2]，出現了諸如AMON、SenseWear、LifeGuard、Smart Shirt、Life Shirt、Smart Vest、Mobihealth等多種可穿戴傳感器和系統。
隨著計算機嵌入式技術的發展， 藍牙和智能手機在我們日常生活中已經變得越來越普及， 基于手機的應用日益多樣化，智能手機已逐漸成為一個移動應用開發平臺。智能手機是指具有開放操作系統， 并能支持第三方軟件安裝及應用的手機。由于內嵌開放操作系統（主要有Palm OS，Windows Mobile，Symbian 及Linux）， 使得應用程序的開發能夠脫離底層具體的微處理器以及硬件結構，直接面向操作系統編程，大大降低了開發難度， 而Java、C# 等編程語言開發的應用程序又具有很好的跨平臺特性， 很大程度上推動了基于手機的應用程序的開發和使用。智能手機都標配有藍牙模塊，因此，推動了基于手機的短距離無線應用的發展。國內外基于手機和藍牙技術的醫用系統一直是一個研究熱點， 近年來由于智能手機技術的推廣應用， 這一領域引起眾多醫療廠家和研究機構的關注，有各種形式的設計問世。本文提出的基于智能手機的穿戴式醫用生理參數監測系統，融合了可穿戴技術、藍牙技術以及智能手機平臺技術， 其中可穿戴技術解決了信號的低負荷提取（即舒適性）問題，而藍牙技術和智能手機則解決了移動監測的技術問題， 上述融合代表了該類技術的發展方向。
2 系統結構設計
整個系統按功能可分為3 個部分： 穿戴式生理參數傳感系統，信號采集和傳輸系統，智能手機系統。從系統構成角度看，可分為2 個部分：可穿戴系統和智能手機系統，其中生理信號傳感、采集與無線傳輸為一體化設計，集成在可穿戴系統內，可穿戴系統與智能手機系統之間通過藍牙建立無線連接。系統結構框圖如圖1 所示。
圖1 系統結構框圖
2.1 穿戴式生理參數傳感系統
本系統所用的可穿戴式生理參數傳感系統如圖2 所示。通過該系統可實現心電、胸呼吸、腹呼吸、體溫以及體位/體動等多個參數的負荷獲取。胸腹呼吸運動經過標定后，可實現通氣量的無創連續測量。
圖2 穿戴式生理參數傳感系統
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