摘要：介紹了一種基于GSM的居民社區(qū)醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由家用電子醫(yī)療器械，AT89S52單片機(jī)，GSMTC3通信模塊，醫(yī)護(hù)中心短信息接收計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)成。用戶在家中進(jìn)行醫(yī)療檢查后，數(shù)據(jù)將存入單片機(jī)存儲(chǔ)模塊。單片機(jī)通過與其相連的GSM通信模塊將數(shù)據(jù)以短信息的形式發(fā)送出去，經(jīng)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商短信服務(wù)中心信息周轉(zhuǎn)，社區(qū)醫(yī)療監(jiān)護(hù)中心接收到數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)并由專業(yè)醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行診斷分析，對(duì)社區(qū)居民進(jìn)行健康指導(dǎo)。給出了社區(qū)醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)方法。

　　引言

　　當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平日益提高，人們對(duì)于加強(qiáng)醫(yī)療保健措施、提高生活質(zhì)量、延長(zhǎng)生命的要求也隨之迅速增長(zhǎng)。而且我國(guó)正逐步進(jìn)入“老年型”社會(huì)，到21世紀(jì)中葉，60歲以上的老年人將達(dá)到4億。老年人群如此龐大，其保健水平與生活質(zhì)量的提高無疑將對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展有著重大影響。針對(duì)老年人的監(jiān)護(hù)問題，發(fā)展完善的社區(qū)醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)社區(qū)內(nèi)老年人及病殘患者進(jìn)行行之有效的醫(yī)療監(jiān)護(hù)措施顯然是解決這一問題的最佳選擇。

　　1　社區(qū)醫(yī)療監(jiān)護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　當(dāng)前對(duì)社區(qū)老弱病殘人員的醫(yī)療監(jiān)護(hù)的方式可分為兩種，一種是定期到醫(yī)院進(jìn)行體檢，由醫(yī)生直接對(duì)其進(jìn)行生理指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和護(hù)理；另一種是指在家里，使用遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)病人身體狀況進(jìn)行監(jiān)護(hù)，將所得到的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)及時(shí)傳送給相關(guān)醫(yī)生。

　　前者固然是有利于老年人及病殘患者針對(duì)身體狀況及時(shí)就醫(yī)，但老年人及病殘人員大多不宜經(jīng)常移動(dòng)以避免因奔波勞累導(dǎo)致病情惡化，不能頻繁到醫(yī)院體檢就醫(yī)使得該監(jiān)護(hù)方式不可行。后者更有利于建立完善的社區(qū)醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)，使得社區(qū)內(nèi)老年人及病殘人員可以方便快捷的對(duì)身體的基本情況進(jìn)行檢查，并且將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給相關(guān)醫(yī)生，有利于及時(shí)分析患者的身體現(xiàn)狀，并且根據(jù)分析得到的結(jié)果對(duì)老年人及患者的生活進(jìn)行指導(dǎo)，有利于其身體健康，所以要以此方法為出發(fā)點(diǎn)建立社區(qū)醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)。

　　然而當(dāng)前除醫(yī)院用的專業(yè)醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀器外，家用醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀器如心電圖監(jiān)測(cè)儀等一般都采用單機(jī)、非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和脫機(jī)方式，其所測(cè)得的數(shù)據(jù)參數(shù)并不能及時(shí)傳送給相關(guān)醫(yī)護(hù)人員。而當(dāng)代通信技術(shù)飛速發(fā)展，故可以通過較成熟的現(xiàn)代通行技術(shù)解決這一問題，達(dá)到患者便捷體檢，數(shù)據(jù)實(shí)事傳送，從而建立完善的健康數(shù)據(jù)庫(kù)，使醫(yī)護(hù)人員及時(shí)掌握患者情況，避免延誤治療。目前，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所的趙澤和崔莉等人，把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)，提出了可擴(kuò)展的多層次網(wǎng)絡(luò)式體系結(jié)構(gòu)。香港中文大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合研究中心張?jiān)ぶ魅晤I(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)提出了一種用于移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)BSN結(jié)構(gòu)。這些醫(yī)療系統(tǒng)中采用的通行方式主要有以電話線及Internet寬帶上網(wǎng)等為代表的有線通信技術(shù)，以移動(dòng)通信短信服務(wù)及短程無線通信技術(shù)為代表的無線通信技術(shù)。

　　2　系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)及其主要功能

　　社區(qū)醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵問題在于其通信技術(shù)的選擇，所建立的系統(tǒng)要具有如下特點(diǎn)：

　　1)檢測(cè)設(shè)備使用簡(jiǎn)單，便于患者操作；

　　2)檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性好，穩(wěn)定性高，抗干擾能力強(qiáng)；

　　3)所采用的技術(shù)較成熟且易于實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，易于拓展；

　　4)硬件設(shè)備成本較低，便于維護(hù)。

　　根據(jù)這些特點(diǎn)，廣泛查詢技術(shù)資料，進(jìn)行對(duì)比分析，考慮到GSM(Global system mobile)全球數(shù)字移動(dòng)系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)覆蓋最廣、系統(tǒng)可靠性最高、話機(jī)擁有量最大的數(shù)字移動(dòng)蜂窩通訊系統(tǒng)，決定使用GSM短消息服務(wù)來建立通信網(wǎng)絡(luò)，將移動(dòng)通信技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。系統(tǒng)框圖如下圖1所示。

　　圖1　社區(qū)醫(yī)療監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　用戶終端設(shè)備將家庭便攜式體檢醫(yī)療設(shè)備檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過短信息的形式發(fā)送出去，經(jīng)移動(dòng)通信基站傳送到移動(dòng)通信短信息服務(wù)中心。移動(dòng)通信短信息服務(wù)中心再將短信息發(fā)送至護(hù)理中心或醫(yī)療監(jiān)護(hù)中心，數(shù)據(jù)將會(huì)被存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便醫(yī)療護(hù)理人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而掌握患者的身體情況。尤其是以居民小區(qū)為單位，醫(yī)護(hù)人員能夠詳細(xì)掌握小區(qū)內(nèi)傷老病殘人員的健康狀況，甚至一般人的健康狀況，及時(shí)進(jìn)行醫(yī)療指導(dǎo)。

　　3　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　3.1　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　在用戶端，系統(tǒng)硬件以單片機(jī)為控制核心，本系統(tǒng)以實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性為出發(fā)點(diǎn)，MCU采用Atmel公司生產(chǎn)的AT8952單片機(jī)。它是一種低功耗、高性能CMOSS位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。其與工業(yè)8OC51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。GSM通信模塊采用西門子推出的無線通信TC35GSM模塊，它通過接口連接器和天線連接器分別連接到SIM卡讀卡器和天線。TC35模塊提供RS-232數(shù)據(jù)口，采用AT賀氏指令，符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707和GSM0705，TC35的數(shù)據(jù)接口(CMOS電平)通過AT指令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)。TC35產(chǎn)品模塊有電源口、串行口和天線口三個(gè)插接口，單片機(jī)通過串行口傳送AT指令控制TC35收發(fā)短信或撥打電話。家用體檢儀器設(shè)備包括血壓計(jì)，心電圖儀等都采用電子模式，可與單片機(jī)通過接口電路通信，進(jìn)而單片機(jī)讀取體檢數(shù)據(jù)。另外，需要移動(dòng)通信商提供的SIM卡與GSM模塊按照相應(yīng)的電氣特性相連。系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示，虛線框內(nèi)為設(shè)計(jì)者需要獨(dú)立完成的設(shè)備。

　　圖2　系統(tǒng)硬件框圖

　　3.2　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件包括用戶端單片機(jī)程序和醫(yī)療監(jiān)護(hù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)程序兩部分。當(dāng)前家庭用醫(yī)療體檢儀器多為電子式，主要是其易于操作，使用方便，檢測(cè)結(jié)構(gòu)一目了然。另外，其發(fā)展趨勢(shì)也是這樣的，同時(shí)生產(chǎn)商也將設(shè)計(jì)相應(yīng)接口，方便與互聯(lián)網(wǎng)或外部存儲(chǔ)模塊相連，這也為單片機(jī)與其進(jìn)行連接提供了便利。AT89S52單片機(jī)可通過8255等或MAX232等接口芯片與醫(yī)療電子設(shè)備所提供的相應(yīng)接口進(jìn)行信息交換。MCU主程序流程圖如圖3所示。

　　圖3　MCU主程序流程圖

　　單片機(jī)按照主程序流程圖工作，其中信息發(fā)送子程序是先由單片機(jī)將電子醫(yī)療器械測(cè)得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為醫(yī)療中心可以識(shí)別的編碼形式，在信息量沒有減少的條件下減少數(shù)據(jù)傳輸量。TC35模塊可以發(fā)送中文短信或英文短信，本系統(tǒng)使用中文短信格式即PDU格式。短信的相關(guān)信息做到一個(gè)PDU數(shù)據(jù)包里，該包的開頭是短信中心號(hào)碼，其后的是醫(yī)療監(jiān)護(hù)中心接收計(jì)算機(jī)的注冊(cè)號(hào)碼，進(jìn)而是人體體檢數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的編碼后的信息，最后是結(jié)束標(biāo)志。這些工作在信息發(fā)送子程序中完成。單片機(jī)對(duì)TC35通信模塊所有的控制都是通過串口發(fā)送AT指令進(jìn)行的，TC35通信模塊在使用AT命令集之前，必須進(jìn)行初始化設(shè)置，并保存有關(guān)參數(shù)的設(shè)置結(jié)果。在設(shè)置完有關(guān)參數(shù)后，TC35通信模塊即可正常使用，利用命令集對(duì)短消息服務(wù)進(jìn)行控制。

　　社區(qū)醫(yī)療服務(wù)中心可以通過計(jì)算機(jī)接收用戶發(fā)來的信息，因?yàn)楫?dāng)前移動(dòng)通信商所提供的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件技術(shù)已較成熟，可以直接與移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商合作使用。計(jì)算機(jī)上由SQL數(shù)據(jù)庫(kù)編程語言建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，以便將歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并便于醫(yī)護(hù)人員查看分析。

　　4　結(jié)束語

　　設(shè)計(jì)充分利用了當(dāng)今比較成熟的移動(dòng)通信技術(shù)，以單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)結(jié)合GSM移動(dòng)通信技術(shù)，建立完善的社區(qū)醫(yī)療護(hù)理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)社區(qū)內(nèi)居民的醫(yī)療監(jiān)護(hù)。具有簡(jiǎn)單易行，實(shí)時(shí)性好，無線傳輸，可任意移動(dòng)等特點(diǎn)。經(jīng)分析論證系統(tǒng)頗具可行性與實(shí)用性。