生命体征的监控报警系统开题报告

 2021-08-08 01:08

全文总字数:5062字

1. 研究目的与意义

研究意义:随着生活水平的提高,人们越来越关注自身的健康状况,同时人口的迅速膨胀和社会老龄化问题的加重,使得现有的社会医疗资源无法满足人们看病求医的需求。人体基本体征脉搏、体温和血压,是维持机体正常活动的支柱。实时监测四大体征,为临床诊断和治疗提供重要依据,也减轻了医护人员的工作负担。

研究目的:通过生命体征检测传感器对人的脉搏生命体征信号进行实时采集,将模拟信号转换成数值并通过无线方式上传到服务器显示。当生命体征数值达到危险范围时,自动触发警报提醒医护人员及时救助。从而实现对人生命体征的监控及报警,使得用户在第一时间得到救援,保障用户的生命安全。

2. 国内外研究现状分析

随着时代的发展,人们对于生命体征监测系统的研究逐渐深入,如旨在提高空巢老人健康水平的空巢老人基本生命体征监测系统,能够对空巢老人的体温、脉搏、呼吸等生理参数进行实时监控[1];针对血压、血糖、血氧等的无创性连续性监测技术,能够对病患的重要生理参数在不影响其健康的前提下进行连续性监测[2]等;在单兵生命体征监测方面,各种样式的装备在近年来的研制也有了一定的发展,如美国佐治亚理工学院的智慧衫项目[3]、美国斯坦福大学和美国宇航局共同参与的生命卫士项目[4]以及法国的 flin 未来战士项目[5]等都对单兵生命体征监测装备进行了相关研究。由此可见,生命体征监测系统在民用和军用方面都有着很好的发展前景。在一个完整的生命体征监测过程中, 从生命体征信号的采集开始,相关数据 要完成人体中转站(服务器)接收终端的传输,数据传输技术在整个生命体征监测的过程中就担任着重要的桥梁作用[6]

我国于20世纪五十年代末开始研究生命体征监测系统,但是由于资金投入不足,技术相对滞后等因素,经过20多年的努力,在70年代中期才有了能够用于临床监测患者生命体征的仪器。而当时是主要研究心电图的信号采集及处理技术,显示系统采用的则是模拟示波技术[7]。自此之后各种体征监测仪如雨后春笋般出现在医疗器械市场。在经过三十余年的发展后,国内监测仪主要是床旁监测仪,具有体积大,移动性差等缺点。21世纪初期,集成有各种小型医用传感器、控制单元、无线传输模块的的穿戴式医疗监测系统随着微电子技术、计算机技术、微弱信号检测处理技术、材料科学技术以及无线电通信技术的发展,成为了国内外研究的热门领域[7]。目前国内的生命体征监测系统的研究与生产水平和国际先进水平还有较大差距。尖端的高性能的监护设备大部分依赖于国外进口,价格昂贵,中小医院根本没有充足的资金购买,这也就影响了监护系 统在我国的应用和推广[8]

大多数的国内医院对病人生命体征的测量还采用较为传统的模式,让病人待在一个固定的地方不能移动,由护士去病人的身边进行测量,然后记下每一个数据,这种传统的方法不仅耗费人力,而且效率极低、且移动性差[9]。北京市天坛医院是一家综合大型医院,尤其在神经学方面的研究发展迅速。作为一个大型医院,平时看病住院的病人非常多,病人的要求也不尽相同,同时该医院手术很多也面对着减少医疗事故的巨大压力,该医院引用了新型的生命体征监测系统,大大的提高了工作效率,而且降低了就医成本避免了因字迹模糊潦草而导致的医疗事故,得到了大多病人和医生护士的好评[10]。同样在北京协和医院和同济医院也都开始使用了新型的测量方式,并且已经开始了 zig bee 技术的应用的尝试。除此之外,在中国一些研究所也开展了生命体征监测系统的研究,相信随着研究的发展会有越来越多的医院使用新型的生命体征监测的系统[11]。如台湾国立中正大学的生理信号监测系统:该系统结合了和蓝牙技术,系统主要包括本地监测单元、控制中心、移动装置和监测网页四个监测单元[12]。系统可实现同时对人体心率、心电图、血液含氧量三种生理参数的监测,监测结果通过无线技术实时传输到控制中心,以便医护人员的诊断。远程心电血压家庭监护系统是清华大学在近年来的研究项目[13],主要用来监测人体的心电信号,并可以利用移动通信网络实时传输监测到的心电数据和波形到远程监控中心,也可以应医生的要求将监测结果发送到医用上显示,这样在移动网络覆盖的范围内,信息就可以在监测终端、监控中心和之间传输,实现医生的移动办公[7]

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

通过生命体征检测传感器对人的脉搏生命体征信号进行实时采集,将模拟信号转换成数值并通过无线方式上传到服务器显示。

(1)研究硬件实现方案。分析硬件系统需求基础上,研究生命体征监控报警系统中的传感器终端模块和协调器模块硬件功能。对脉搏传感器等硬件进行选型。

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4. 研究创新点

(1)基于ZigBee的生命体征监控报警系统研究将传感器技术和无线通信技术结合,为临床诊断和治疗提供重要依据,也减轻了医护人员的工作负担。

(2)针对传统的有线网络采集布线复杂和成本高的缺点,本系统拟设计基于ZigBee无线通信技术,综合ZigBee自行组网和超低功耗的特点,实现生命体征的实时监测。

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