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移动健康监护系统的发展现状和未来

2015-04-17 14:27
九一隐士
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  3.2 后端系统(Back-End System,BESys)

 

  在移动健康监护系统的架构中,后端系统是指后端系统服务器、专业护理人员、医疗中心、数字健康记录系统等设备和平台,这些设备和平台或者专业护理人员根据多项数据进行进一步分析、处理或综合评估,为移动健康监护系统的使用者提供相应的健康预警、即时咨询和诊断建议等。

  3.3 体域网与后端系统的通信机制

  体域网与后端系统的通信采用的无线技术主要包括针对于广泛地域的低带宽高时延的无线广域网技术(WWAN);局部地域的高带宽低时延的局域网技术(WLAN),如 WiFi ;提供相对低带宽的移动手机网络,如 GSM、2.5G(如GPRS)、3G(如 UMTS)、4G 等。

  4.移动健康监护系统主要的项目和产品

  移动健康监护系统可以给使用者带来更大的灵活性,使用者可以不受时间、地点的限制,随时接受监护中心提供的基本生理参数 ( 包括心电、体温、血压、血糖和呼吸等 ) 监护、日常健康咨询以及在紧急情况下获得及时救治。将移动通信技术应用于远程医疗的研究在国外开展得比较早,欧美等国家是在 20 世纪 90 年代在 2G 数字移动网络刚投入运营时即开展了相关研究。其中涉及移动健康监测的项目有 :美国剑桥MIT 多媒体实验室的 LiveNet 研究项目;欧盟财政支持的 AMON、MyHeart 项目等。此外,在美国哈佛大学、中国科学院等也进行了关于移动健康监护的研究。而一些企业诸如Microsoft、Vivometrics和易特科等公司也在进行相应的研究开发工作,如 Microsoft 公司正在其 HealthGear 项目中开发能对睡眠呼吸暂停进行监护的设备等。表 1 中列出了一些主要的移动健康监护系统。

  对表 1 中的移动健康监护系统进行分析,不难发现,其监测的主要生理参数包括心电图、血氧饱和度、心率、肌动电流图、血压、体温、姿势以及光学体描记术等。大部分的移动健康监护系统用于普通的健康监护(如老年人、慢性病人、康复病人等),如基于 GPS/GPRS 远程医疗监护报警系统、WEALTHY、MERMOTH、Human++、Lifeshirt等,也有部分系统适用于特殊环境或特殊疾病的监测,如 LifeGuard 是由加利福尼亚大学和美国宇航局共同研发的用于极端环境下(太空或行星)的身体健康状况监护 ;而欧盟第五框架的 AMON项目和 Microsoft 开发的 HealthGear 则是针对于睡眠呼吸暂停的监测 ;此外还有些系统是针对于帕金森和癫痫病人、心血管病人、妊娠高血压等的监测。

移动健康监护系统移动健康监护系统

  5.存在的问题

  移动健康监护系统目前仍然存在一些问题,这些问题对移动健康监护系统的广泛应用带来了挑战,在一定程度上影响了移动健康监护系统的高效性、可靠性和安全性,这些问题主要包括以下几个方面 :

  5.1 电池技术和电源选择

  对于移动健康监护系统来说,电池供电比交流电直接供电更适用,更安全,更能满足医疗仪器对于安全性的要求。但是电池的电量消耗和电池的尺寸大小是当前该系统遇到的最大技术问题,并已经成为系统性能提升的瓶颈所在。在当前的移动健康监护系统中,多采用锂电池供电。虽然锂电池具有诸多优良特性,但由于其自身化学反应原理的限制,在使用过程中存在过流、过温、过压和过度放电的问题。另一方面,移动健康监护系统在实时传输数据和后处理数据时均会消耗大量的能量,无疑要求电池的容量越大越好,但电池的容量与电池的尺寸以及电池的辐射性具有正比关系,这就要求系统在功耗与动态、安全性与便携性之间取得相应的平衡。

  5.2 传感器的微型化和效率

  普遍来说,目前移动健康监护系统使用的生物传感器趋向于大规模化,有些传感器有可能需要特定的姿势或芯片植入来采集准确的数据。这就需要进一步研发可穿戴的纺织品类传感器,进一步提升传感器的效率和微型化。

  5.3 个人的信息安全

  移动健康监护系统传输的描述病人健康状况的数据是否具有法律效应还有待进一步论证。这些数据作为病人的隐私,应当充分保证安全,除了系统的使用者和监护医师之外,不应该将收集到的数据泄露给任何人。因此需要合适的加密和认证机制来确保所有传输数据的安全性。但是,目前的加密和认证机制越复杂,其数据传输的速度相对越慢,这势必会对移动健康监护系统数据的实时性造成影响。

  5.4 质量控制和数据可靠性

  由于移动健康监护系统的质量和可靠性可能对患者、操作者及周围人员带来危险和伤害,因此移动健康监护系统对于人和医疗设备的干扰(如辐射),由于信息通信技术的限制导致的数据传输的延迟性和不完整性都是当前系统存在的问题。

  5.5 标准化问题

  无线医疗监护系统涉及到大量生命信号获取、表达、传输和存储,生命信号和医学数据的标准化是一个关键。同时,无线医疗监护系统作为医学仪器连接到 HIS、PAcS、EMR 和 LIS 等多个信息系统,也需要解决标准化问题。

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