專門針對高壓氧艙內(nèi)生命體征多參數(shù)監(jiān)測及健康監(jiān)護的技術(shù)實現(xiàn)問題，提出了一種基于IEEE802.15.4協(xié)議的無線傳感檢測技術(shù)系統(tǒng)解決方案，闡述了無線傳感檢測系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)以及主控制節(jié)點與生命體征參數(shù)采集傳感器節(jié)點的硬件設計方法，給出了軟件系統(tǒng)架構(gòu)、軟件設計流程及監(jiān)護軟件工作界面，對MAC層幀結(jié)構(gòu)、物理層幀結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)時問同步策略進行了詳細分析和設計。該系統(tǒng)樣機已進入臨床實驗階段，文中還給出了患者的臨床檢測數(shù)據(jù)，并與實用的進口監(jiān)護設備的檢測數(shù)據(jù)進行了對比，驗證了臨床應用的可行性。
隨著無線通信網(wǎng)絡和傳感器等技術(shù)發(fā)展，醫(yī)療監(jiān)護技術(shù)和方式將發(fā)生根本變化。高壓氧艙已廣泛應用于臨床疾病救治，艙內(nèi)生理監(jiān)護系統(tǒng)是高壓氧治療過程中對危重病員進行生理指標監(jiān)護的重要設備。由于高壓氧艙內(nèi)的特殊環(huán)境，現(xiàn)有監(jiān)護設備對艙內(nèi)病人的心電、血壓、呼吸、脈搏及血氧飽和度等參數(shù)的監(jiān)護存在局限性，主要表現(xiàn)在：①多個傳感器通過有線的方式和處理器相連接;②獨立的傳感器間缺乏系統(tǒng)整合;③不支持信號的持續(xù)采集和數(shù)據(jù)的實時處理;④分別的監(jiān)護設備間無法共享無線通信資源。研制一種基于無線傳感技術(shù)的可穿戴式多參數(shù)監(jiān)護設備，可更好地適應高壓氧艙特殊環(huán)境和臨床救治的需要。該監(jiān)護儀要求心電、血壓、血氧飽和度、脈搏、呼吸、體溫檢測等電路模塊采用超低功耗器件，并結(jié)合硬、軟件省電設計，使氧艙內(nèi)監(jiān)護終端可采用電池供電;信號采集轉(zhuǎn)換后，一方面在艙內(nèi)監(jiān)護終端(子機)上顯示，并通過Zigbee等無線傳輸技術(shù)將采集信號送入艙外中央監(jiān)護PC終端(主機)上，實現(xiàn)艙內(nèi)外同步監(jiān)測。
1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與硬件設計
小封裝、低功耗、無線通信、安全性和互操作是醫(yī)療可穿戴式監(jiān)護設備設計的基本要求。本文所設計的生命特征監(jiān)護設備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要由監(jiān)護PC主機、艙外主節(jié)點(coor—dinatornode)和艙內(nèi)的多參數(shù)采集傳感器子節(jié)點(sensornodes)等三個部分組成，主節(jié)點和各子節(jié)點之間通過IEEE802.15.4無線通信協(xié)議構(gòu)成一套結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定，運行可靠的星型無線通信網(wǎng)絡。
主節(jié)點主要負責協(xié)調(diào)高壓氧艙內(nèi)各無線醫(yī)療傳感器子節(jié)點與艙外監(jiān)護主機PC之間的數(shù)據(jù)通信，提供透明的通信接口。無線通信接口主要功能包括網(wǎng)絡配置和網(wǎng)絡管理兩個方面。網(wǎng)絡配置階段主要完成傳感器節(jié)點的注冊和初始化，以確定傳感器節(jié)點的歸屬、數(shù)量和采樣頻率等。網(wǎng)絡配置完成后，主節(jié)點負責無線網(wǎng)絡的維護和管理，包括信道共享、時間同步、數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)融合與處理等。子節(jié)點分別負責心電、血壓、呼吸、血氧、體溫等生理信號的采集、檢測和監(jiān)護，并通過無線接口向主節(jié)點傳輸，進而由監(jiān)護主機存儲、處理采集數(shù)據(jù)，主機可按監(jiān)護要求進行狀態(tài)實時顯示和異常狀態(tài)告警。
