醫(yī)療無線傳感器網(wǎng)絡的應用及挑戰(zhàn)

無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network)是一項綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等多種領(lǐng)域技術(shù)的新興技術(shù)，該技術(shù)具有廣泛的應用場景。隨著技術(shù)的發(fā)展，WSN(Wireless Sensor Network)將會在醫(yī)療實踐的許多方面產(chǎn)生深遠影響。本文主要闡述無線傳感器網(wǎng)絡醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)以及監(jiān)護節(jié)點設計的一般原則。

節(jié)點是無線傳感器網(wǎng)絡的基本功能單元，具體應用不同，節(jié)點的設計也不盡相同。傳感器節(jié)點的基本組成模塊有：傳感單元、處理單元、通信單元以及電源部分。此外，根據(jù)具體應用要求可以添加功能單元，如：定位系統(tǒng)、移動系統(tǒng)以電源自供電系統(tǒng)等。

在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)布置大量傳感器節(jié)點，節(jié)點間采用自組織方式進行組網(wǎng)以及利用無線通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，每個節(jié)點都具有數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)融合轉(zhuǎn)發(fā)雙重功能。節(jié)點對本身采集到的信息和其它節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)給它的信息進行初步的數(shù)據(jù)處理和信息融合之后以相鄰節(jié)點接力傳送的方式傳送到基站，然后通過基站以互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星等方式傳送給最終用戶。

在病人身上放置用于檢測人體參數(shù)的微型傳感器節(jié)點，可對病人的心率、血壓、心電、心音等生理參數(shù)進行遠程實時監(jiān)測，并將信息匯總傳送給監(jiān)護中心，進行及時處理與反饋；利用WSN長期收集被觀察者的人體生理數(shù)據(jù)，對了解人體健康狀況以及研究人體疾病都很有幫助。

無線傳感器網(wǎng)絡為未來的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)提供了更加簡便、低費用的實現(xiàn)手段。

醫(yī)療傳感器節(jié)點與監(jiān)護基站組成個人／家庭或者病房無線傳感器網(wǎng)絡，多個這樣的網(wǎng)絡可以組成社區(qū)或整個醫(yī)院監(jiān)護網(wǎng)絡，甚至更大范圍的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)。

醫(yī)療傳感器節(jié)點的基本結(jié)構(gòu)包括處理模塊、傳感器模塊和無線收發(fā)模塊以及電源供電模塊。傳感器模塊用來進行外部傳感器信號的感知、采集、轉(zhuǎn)換。是整個節(jié)點真正與外部信號量接觸的模塊。

電源模塊為節(jié)點提供能量，是整個無線傳感器節(jié)點的基礎模塊。然而，受節(jié)點體積限制，傳感器節(jié)點的能量非常有限。因此，在整個節(jié)點設計中，以低功耗、高精度為主要要求，采取一系列有效的措施來節(jié)省能量。

隨著技術(shù)的發(fā)展，無線醫(yī)療傳感器節(jié)點逐漸向多參數(shù)、智能化、微型化、低功耗等方向發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡也將逐漸被實際應用于醫(yī)療領(lǐng)域。發(fā)展與組建具有智能化的病房與社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)是當今國內(nèi)外醫(yī)療發(fā)展的趨勢。