无线心电监护设备在医院的应用

摘要：目的 目前医院患者日益增多，为了减少了医护人员的工作负担，提高医护人员工作效率和服务质量，设计了一种基于无线传感网络的心电监护设备。方法 采用Zigbee、嵌入式C语言和visual studio等技术进行硬件和软件开发。结果 通过测试表明，无线心电监护系统具有传输距离远、消耗功率低的特点。结论 无线心电监护系统为医院的推广应用提供了基础，同时指出了该系统有待解决的问题，以及进一步研究的方向。

关键词：心电监护； 医疗； 无线通信； 传感网络

1 引言

目前，无线传感网络技术已经应用于医院的多个系统，比如远程监控患者的康复过程、远程医疗监控、婴儿防盗、资产定位、心率测量等。随着医院住院人数的不断增加，传统的心电监测设备已经无法满足患者的需求，同时也影响了医院的服务质量。为解决这些问题，利用无线传感网络技术来实现心电监护是一个新的思路。无线心电监护系统将大大提高医生和护士的工作效率和服务质量，减少人力资源的浪费，从而使患者得到更好的服务。

2 无线心电监护系统框架

无线心电监护系统的工作流程如下。该系统在一个病房放置n个心电监护传感节点，n由一个病房的床位数决定，其中一个节点作为远程传输的基站，该基站能直接同主接收单元通信。在一个病区布置k个发送传感单元，k由病房数量和传输距离决定。护士站PC客户端通过网络与主接收单元通信，并将心电信号显示出来。

通过上面的流程，可以看出无线心电监护系统主要有三个部分组成：传感单元、主接收单元和PC客户端。传感单元包含心电监护单元（由电子传感器、多种滤波器和信号处理电路组成）、微控制器、无线收发模块和天线系统。该节点可通过开放的传播信道连续不断地传输心电信号。主接收单元由无线收发模块、信号处理模块和网络传输模块构成。PC客户端是Dell公司的商用电脑。

3 无线心电监护系统设计

无线心电监护系统的设计主要分两部分，硬件设计和软件设计。

为了设计合理科学的硬件，对心脏信号的物理特性以及常规测量心电信号的原理进行了研究，并分析了心电监护仪工作原理。通过对心电原理的研究，找到了满足所需规格基准的详细器件，具体如下。传感单元包括直流稳压电源装置（输出电压范围是3.3～5V），心电监护传感器，16位低功耗微控制器MSP430F147，无线收发模块CC2530（可编程的输出功率高达4.5 dBm；接收灵敏度是-97dBm）和天线系统（集成在芯片上）。无线心电监护系统理想的射频数据传输速率约为250kbps。另外，主接收单元由无线收发模块CC2530，信号处理模块DM642，以太网收发器LXT971和直流电源组成。PC客户端是Dell公司的商用电脑OptiPlex 3010。

软件设计主要包括两个部分，传感单元和主收发单元采用嵌入式C语言设计，PC客户端显示软件使用visual studio开发。

在医院病区通过测试表明，无线心电监护系统在2.4GHz工作频率下，发射功率为4.5dBm，数据传输速率为250kbps，能够传输的距离可达50多米。

4 结论

无线心电监护系统样机已经设计完成，并在多种环境下进行了测试。测试结果证明了该系统的可行性，为医院进一步的推广应用提供了良好的基础。该系统具有体积小、功耗低、传输距离远的优点，是构建移动医疗服务的一种新模式，对医院信息化起到了重要的拓展和细化作用。但是一些技术问题如准确性和安全性还需进一步研究，也有待于医管部门的评估和监管。

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