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本文作者:周融作者單位:海南醫學院
0引言
遠程醫療[1]作為一種對傳統醫療方式的補充和延伸,已經越來越被重視與接受。現階段我國遠程醫療方案主要還是基于有線網絡,主要有三種[2]:一是基于衛星通訊、ATM網絡技術相結合,使用大量專業設備,提供一套完整的、高質量的遠程醫療會診方案;二是基于ISDN、FrameRelay等專用網絡載體,使用多媒體視訊產品,構成遠程醫療會診方案;三是基于電話線(PSTN)的多媒體遠程醫療會診方案。受傳統遠程醫療方案的前期投入大、時間、空間等多種因素的限制,使得傳統的遠程醫療技術很難普及,但隨著社會的不斷發展,人類對自身的健康越來越重視,現在有的醫療資源及傳統的醫療方式已無法滿足人們的保健需求,且這種供需矛盾也日漸突出。為了解決這一矛盾,本文以TD-SCDMA為通信網絡,設計了基于TD-SCDMA網絡的無線遠程醫療系統,闡述了系統的框架結構和功能模塊,以及主要功能的實現方法及關鍵技術。
1TD-SCDMA技術
TD-SCDMA[3]為中國提出集CDMA、TDMA、EDMA優勢于一體、系統容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強的第三代移動通信技術,其網絡結構如圖1所示。它采用了智能天線、聯合檢測、上行同步、接力切換、動態信道分配、功率控制等關鍵技術[4],充分保證移動用戶數據傳輸的高效、可靠性。在傳輸速率方面,較GSM網絡的GPRS有了明顯提升,如圖2所示:由于TD-SCDMA較之前的無線傳輸網絡,在承載速率方面有了明顯的的提升,可以實現高清晰、大容量圖片、視頻的實時傳輸,極大的提升了遠端會診專家了解病情、給予診斷方案的及時性、可靠性。
2基于TD-SCDMA網絡的遠程醫療系統設計
2.1遠程醫療系統總體結構及組成
本文設計的移動遠程醫療系統從應用功能層面主要包括兩部分:一部分為醫療信息查詢及預訂;另一部分為醫療信息采集及實時顯示,如圖3所示:應用功能的兩個部分主要實現了兩個功能:一個是查詢功能、另一個是實時診斷功能。從系統結構層面主要包括三部分:移動終端、TD-SCDMA網絡、醫療信息系統控制中心,其系統結構如圖4所示:移動終端負責生理信號的采集、本地存儲和無線傳輸,并且能在本地移動終端顯示其生理信息。TD-SCDMA網絡負責移動終端與遠端的醫院醫療信息系統控制中心之間上行和下行數據無線側承載傳輸;遠端的醫療信息系統控制中心對用戶傳輸的數據進行判決,區分是查詢還是診斷,并根據其不同進行不同的處理,并能對病人的數據進行數據庫存儲,以作為以后的參考資料。
2.2系統功能設計
遠程移動醫療系統由兩大部分組成:遠程醫療信息查詢部分和遠程醫療診斷部分,醫療信息查詢主要實現用戶對感興趣的相關醫療信息的查詢、以往就診情況的查詢以及醫療知識的電子訂閱;醫療診斷部分主要實現對當前病情的移動遠程診斷。
2.2.1遠程醫療信息查詢
醫療信息查詢系統主要分為兩部分,一部分是運行在移動終端的客戶端應用程序;一部分是運行在遠端的醫療信息系統控制中心,在醫療信息系統控制中心運行一子系統-醫療信息查詢預訂系統,其功能原理及流程如下圖所示:
1)客戶端應用程序
客戶端應用程序運行于移動終端上,該應用程序通過TD-SCDMA網絡連接到醫療信息系統控制中心,可實現醫療信息的查詢和預訂。通過醫療信息查詢,用戶輸入相關生理指標或者特征進行查詢是,系統根據用戶提供的信息能過提供合理診療建議信息。同時如果用戶之前在系統中建立了醫療檔案,用戶還可以查詢以前的醫療就在情況,以便為現有病情針對做參考。
2)醫療信息查詢系統
該系統運行于醫療信息系統控制中心,是醫療信息系統控制中心的一個子系統,可實現客戶端應用程序相關查詢應用的數據處理及收發。
3)醫療信息預訂系統
該系統運行于醫療信息系統控制中心,是醫療信息系統控制中心的一個子系統,可實現客戶端應用程序相關預訂應用的數據處理及收發,如醫療健康知識預訂、醫療系統關聯醫院的移動掛號。
2.2.2遠程醫療診斷
1)移動終端
(1)數據采集模塊
該功能模塊為移動終端的一個功能子模塊,實現現場用戶生理信息的采集和現場圖片、視頻畫面采集,如體溫、血壓、用戶現場損尚的實時情況。
(2)數據處理模塊
為了適應在TD-SCDMA無線網絡上傳輸,對數據采集模塊采集的數據進行邊編解碼處理,同時對接收過來的遠端專家診斷的信息或視頻畫面進行編解碼。
(3)數據顯示模塊
移動終端除了把采集的數據傳輸到遠端的會診專家那外,還把采集的信息在移動終端顯示屏上顯示,以便用戶也能實時了解自身的生理狀態,即在移動終端的顯示模塊實現兩部分功能,一是本端的采集信息的顯示、一是遠端會診情況的本端顯示。
(4)數據收發模塊
數據收發模塊主要實現的是與TD-SCDMA無線網絡的空中接口功能,以便實現收發數據在空口中的正確傳輸。該模塊采用點對點的方式實現數據遠程無線傳輸。模塊以TD-SCDMA通信技術和單片機技術為核心,自動完成移動終端及會診醫師之間數據的傳輸。
2)診斷系統
(1)信息收集判決模塊
當系統接收到遠端發送來的請求消息后,系統對請求信息進行解析后進行判斷,找出系統中關聯會診醫師的空閑情況,并根據遠端用戶的會診類別進行聯合判決,確定合適的會診醫生后送調度模塊處理。
(2)信息調度模塊
調度模塊收到判決模塊送來的信息后,與對應的會診醫生建立連接請求,當會診醫生同意建立連接后,信息調度模塊響應遠端用戶的連接請求。至此,在物理跟邏輯上遠端用戶與會診醫生之間建立連接。
(3)數據處理模塊
為了適應在TD-SCDMA無線網絡及在Internet上傳輸,對無線網絡傳輸過來的數據進行處理,便于分發到各子模塊,同時對專家診斷的信息或視頻畫面進行處理。
(4)數據收發模塊
該模塊根據信息調度模塊信息,對數據數據處理模塊處理的數據進行分發到各會診醫生子系統,并接收會診醫生子系統的數據發送到Internet上。
3結論
本文設計了一個基于TD-SCDMA無線網絡的遠程醫療系統,該系統能夠實現醫療信息的查詢、預訂,以及移動遠程醫療的診斷。由于TD-SCDMA網絡系統在安全性、穩定性、承載速率的優勢,使得該系統極大的改善了現有遠程醫療系統在移動性、實時性方面的不足。