無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)是一項(xiàng)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用場景。

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，WSN(Wireless Sensor Network)將會(huì)在醫(yī)療實(shí)踐的許多方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本文主要闡述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)以及監(jiān)護(hù)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般原則。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

　　在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)布置大量傳感器節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間采用自組織方式進(jìn)行組網(wǎng)以及利用無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)對(duì)本身采集到的信息和其它節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給它的信息進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理和信息融合之后以相鄰節(jié)點(diǎn)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。

　　節(jié)點(diǎn)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能單元，具體應(yīng)用不同，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)也不盡相同。傳感器節(jié)點(diǎn)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(yīng)用要求可以添加功能單元，如：定位系統(tǒng)、移動(dòng)系統(tǒng)以及電源自供電系統(tǒng)等。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療中的應(yīng)用情況

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用其自身的優(yōu)點(diǎn)(如低費(fèi)用、簡便、快速、實(shí)時(shí)無創(chuàng)的采集患者的各種生理參數(shù)等等)，使其在醫(yī)療研究、醫(yī)院普通/ICU病房或者家庭日常監(jiān)護(hù)等領(lǐng)域中有很大的發(fā)展?jié)摿Γ悄壳把芯款I(lǐng)域的熱點(diǎn)。

　　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(diǎn)，可對(duì)病人的心率、血壓、心電、心音等生理參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將信息匯總傳送給監(jiān)護(hù)中心，進(jìn)行及時(shí)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(duì)了解人體健康狀況以及研究人體疾病都很有幫助。此外，在藥物管理和研制新藥品、血液管理等諸多方面，也有其獨(dú)特的應(yīng)用?？傊?，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為未來的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)提供了更加簡便、低費(fèi)用的實(shí)現(xiàn)手段。

　　基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療體系結(jié)構(gòu)

　　基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要由醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)基站(醫(yī)療SINK節(jié)點(diǎn))以及社區(qū)/醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心這幾個(gè)部分組成。

　　醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)與監(jiān)護(hù)基站組成個(gè)人/家庭或者病房無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)這樣的網(wǎng)絡(luò)可以組成社區(qū)或整個(gè)醫(yī)院監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)，甚至更大范圍的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。首先，醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)采集人體生理參數(shù)，并對(duì)采集到參數(shù)簡單處理后，通過無線通信的方式直接或者間接逐跳方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)交旧?。監(jiān)護(hù)基站對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理后轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)護(hù)中心，監(jiān)護(hù)中心進(jìn)行分析處理，并及時(shí)對(duì)病人進(jìn)行信息反饋。監(jiān)護(hù)中心還可以采用多種方式(Internet，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，與其它監(jiān)護(hù)中心共享信息。

　　醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

　　醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)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(jìn)行外部傳感器信號(hào)的感知、采集、轉(zhuǎn)換。是整個(gè)節(jié)點(diǎn)真正與外部信號(hào)量接觸的模塊。然而，醫(yī)用傳感器是以生命體為測量對(duì)象。尤其是人體，可以說是世界上最復(fù)雜的系統(tǒng)，各生理變量間存在著高度的相關(guān)性而且不易接近。所以醫(yī)用傳感器要從眾多的現(xiàn)象中取出預(yù)測生理量，得出可靠而有意義的測量數(shù)據(jù)，同時(shí)又要確保被測對(duì)象的安全。

　　由于人體參數(shù)大多是微弱信號(hào)，一般只有幾mV級(jí)別，甚至更低，并且存在多種噪聲(測量環(huán)境噪聲、儀器與人體摩擦噪聲以及儀器本身噪聲等)、工頻干擾 (由測量環(huán)境周圍存在50 Hz的電磁場引起的)以及各種雜音等不利因素。因此，在具體醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，加入模擬電路處理模塊，該模塊一般包括以下幾個(gè)部分：放大電路、濾波電路、陷波電路以及模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路等。在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中放大電路一般采用多級(jí)放大(三級(jí)或四級(jí))，末級(jí)放大電路除了有放大功能外一般還具有電平提升功能;濾波電路：應(yīng)滿足電路簡潔、合理的截止頻率、靈活方便的調(diào)節(jié)高低通截止頻率等要求，合理的濾掉信號(hào)中的高頻與低頻干擾;陷波電路：目前廣泛采用對(duì)稱性雙T阻容有源陷波器或用集成開關(guān)電容器件以及非對(duì)稱阻容網(wǎng)絡(luò)陷波器等?？傊M電路處理模塊主要對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、陷波等處理，去除信號(hào)中的噪音、干擾，提取出有用信號(hào)。

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