關(guān)嘯林 孫良瑋 和若愚 李梓豪 魯琪

摘 要 隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們已步入智能化時(shí)代。傳統(tǒng)的醫(yī)療形式已經(jīng)難以滿足人們對(duì)醫(yī)療保健的需求，特別對(duì)于老年人、殘疾人，在智能化醫(yī)療的大趨勢(shì)下依然面臨諸多困境。本文設(shè)計(jì)的是便攜式智能醫(yī)療數(shù)據(jù)設(shè)備組概念模型，能夠?qū)θ梭w的各項(xiàng)基本生理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、記錄、預(yù)警等，在出現(xiàn)緊急情況時(shí)，能夠及時(shí)幫助病人發(fā)出求救信號(hào)，有效爭(zhēng)取寶貴的搶救時(shí)間[1]。

關(guān)鍵詞 智能化;便攜;概念模型

相對(duì)于普通人而言特定人群需要一種或者多種能夠方便攜帶的生理監(jiān)護(hù)設(shè)備，這樣的設(shè)備能夠隨時(shí)隨地的監(jiān)護(hù)特殊人群的健康狀況。在出現(xiàn)緊急情況時(shí)，能夠及時(shí)幫助病人發(fā)出求救信號(hào)，有效爭(zhēng)取寶貴的搶救時(shí)間?，F(xiàn)如今，傳感技術(shù)、信息通信技術(shù)日益發(fā)達(dá)，智能可穿戴設(shè)備已從概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，智能設(shè)備的預(yù)警功能使得監(jiān)護(hù)患者變得更為主動(dòng)。通過(guò)大數(shù)據(jù)功能大幅度提高了醫(yī)療效率以及醫(yī)療準(zhǔn)確性，為醫(yī)護(hù)人員更加精準(zhǔn)地了解病人的身體情況提供了數(shù)據(jù)的有力保障，同時(shí)極大程度地了患者的康復(fù)概率。

1生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)是對(duì)生物體中包含的生命現(xiàn)象、狀態(tài)、性質(zhì)和成分等信息進(jìn)行檢測(cè)和量化的技術(shù)，智能可穿戴醫(yī)療設(shè)備都具有生理信號(hào)采集和處理、信號(hào)特征的辨別和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)瘸Ｒ?guī)功能模塊，主要負(fù)責(zé)對(duì)人體各項(xiàng)醫(yī)療所需數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，輔助診斷和預(yù)警等功能。

2生物醫(yī)學(xué)傳感器

生物醫(yī)學(xué)傳感器是獲取各種生物信息并將其轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量和處理的信號(hào)（一般為電信號(hào)）的器件。本文舉例介紹溫度傳感器中的熱電偶溫度傳感器、光電式傳感器中的光點(diǎn)脈搏測(cè)定原理以及透射型指套式光電傳感器工作原理。

熱電偶溫度傳感器的種類比較多，較為常見(jiàn)的有桿狀熱電偶和片狀熱電偶。桿狀熱電偶是將金屬絲放入注射針頭中，經(jīng)皮插入到待測(cè)部位，可用于測(cè)量口腔和直腸溫度。片狀熱電偶是用薄膜代替金屬絲，最薄可達(dá)3～6um，將其固定在適當(dāng)材料的基片上，尺寸很小，直徑達(dá)um數(shù)量級(jí)，響應(yīng)速度很快，有的可用于測(cè)量細(xì)胞內(nèi)的暫態(tài)溫度[2]。

光電脈搏測(cè)定原理：光敏電阻與適當(dāng)?shù)钠胀娮璐?lián)后由電源供電，光源在加電時(shí)發(fā)光，光經(jīng)人的手指?jìng)鞑サ焦饷綦娮璧氖芄饷妫?dāng)人手指的微血管的血流隨微血管的脈壓變化時(shí)，對(duì)光的反射系數(shù)也發(fā)生變化，使光敏電阻接收到的光強(qiáng)也隨之改變。把光敏電阻被微血管反射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成指脈電信號(hào)，就可做成脈搏傳感器。

透射型指套式光電傳感器工作原理是：發(fā)光二極管發(fā)出的光透射過(guò)手指，被手指組織的血液吸收和衰減，然后由光敏三極管接收。由于手指動(dòng)脈血在血液循環(huán)過(guò)程中呈周期性的脈動(dòng)變化，所以它對(duì)光的吸收和衰減也是周期性脈動(dòng)的，于是光敏三極管輸出信號(hào)的變化也就反映了動(dòng)脈血的脈動(dòng)變化。將傳感器套在手指上，就可以測(cè)量手指末端處的動(dòng)脈脈搏波，使用方便，靈敏度高性能穩(wěn)定。

3處理數(shù)據(jù)技術(shù)

通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)出的數(shù)據(jù)需要及時(shí)的進(jìn)行處理，采用的是MCU，MCU在家用血壓計(jì)、肺活量計(jì)、脈搏血氧計(jì)及心率監(jiān)測(cè)器等便攜式醫(yī)療設(shè)備中起著重要作用。大多數(shù)此類產(chǎn)品中的實(shí)際生理信號(hào)是模擬信號(hào)，在測(cè)量、監(jiān)控或顯示前需要進(jìn)行放大、過(guò)濾等處理。將高性能外設(shè)嵌入超低功耗 MCU 中，不僅可以實(shí)現(xiàn)便攜式醫(yī)療電子設(shè)備的系統(tǒng)化，而且還可延長(zhǎng)電池使用壽命。

4研究結(jié)果和設(shè)計(jì)方案

從外觀開(kāi)始進(jìn)行構(gòu)思，參考現(xiàn)有的智能醫(yī)療設(shè)備外觀收集設(shè)計(jì)靈感，同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)外老年群體的審美觀及視覺(jué)感受，以及人機(jī)工程調(diào)查的一系列理論參數(shù)為依據(jù)，構(gòu)想設(shè)計(jì)雛形。通過(guò)手機(jī)APP設(shè)置人機(jī)交互功能?；颊叽蜷_(kāi)軟件后映入眼簾的是一些心率數(shù)據(jù)、血壓數(shù)據(jù)等基本身體體征數(shù)據(jù)，用戶可以分別根據(jù)日、周、月、年來(lái)查看自己的身體狀態(tài)的變化。當(dāng)患者點(diǎn)擊日期按鈕時(shí)會(huì)，系統(tǒng)會(huì)加載出一個(gè)日歷表，患者可以選擇自己想要查看的日期，這樣更方便用戶來(lái)查看過(guò)去某一天的詳細(xì)數(shù)據(jù)。另外，軟件設(shè)置有語(yǔ)音播報(bào)按鈕，一些老人可能不識(shí)字或者患有花眼等，這一功能更加方便了他們的使用。

5結(jié)束語(yǔ)

便攜式智能醫(yī)療數(shù)據(jù)設(shè)備組概念模型不但有龐大的用戶群體，也有足夠的實(shí)用價(jià)值，另外也具有這樣的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)，后期云端系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)與后期維護(hù)可以協(xié)助合作，那么實(shí)體設(shè)備到云端系統(tǒng)再到各移動(dòng)設(shè)備、PC終端將會(huì)很協(xié)調(diào)的連接成一個(gè)智能系統(tǒng)。便攜式智能醫(yī)療數(shù)據(jù)設(shè)備組概念模型的初衷在于解決特殊人群因種種原因需急救卻無(wú)人在身邊而最終錯(cuò)過(guò)最佳急救時(shí)間困難情況。功能實(shí)現(xiàn)的保障在對(duì)于用戶的全天候各項(xiàng)身體數(shù)據(jù)的檢測(cè)和預(yù)警，收集到的后臺(tái)數(shù)據(jù)通過(guò)云端傳輸至醫(yī)護(hù)人員手中做到實(shí)時(shí)了解病人生命信號(hào)，做到最短時(shí)間內(nèi)救治患者，為生命搶救爭(zhēng)取時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1] 包忠永.中職學(xué)校信息技術(shù)運(yùn)用的現(xiàn)狀和探討[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2018（21）：233.

[2] 孫宏健.熱電偶動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性分析[D].杭州：中國(guó)計(jì)量大學(xué)，2018.