專門針對高壓氧艙內生命體征多參數監(jiān)測及健康監(jiān)護的技術實現問題，提出了一種基于IEEE802.15.4協議的無線傳感檢測技術系統解決方案，闡述了無線傳感檢測系統的體系結構以及主控制節(jié)點與生命體征參數采集傳感器節(jié)點的硬件設計方法，給出了軟件系統架構、軟件設計流程及監(jiān)護軟件工作界面，對MAC層幀結構、物理層幀結構及系統時問同步策略進行了詳細分析和設計。該系統樣機已進入臨床實驗階段，文中還給出了患者的臨床檢測數據，并與實用的進口監(jiān)護設備的檢測數據進行了對比，驗證了臨床應用的可行性。
隨著無線通信網絡和傳感器等技術發(fā)展，醫(yī)療監(jiān)護技術和方式將發(fā)生根本變化。高壓氧艙已廣泛應用于臨床疾病救治，艙內生理監(jiān)護系統是高壓氧治療過程中對危重病員進行生理指標監(jiān)護的重要設備。由于高壓氧艙內的特殊環(huán)境，現有監(jiān)護設備對艙內病人的心電、血壓、呼吸、脈搏及血氧飽和度等參數的監(jiān)護存在局限性，主要表現在：①多個傳感器通過有線的方式和處理器相連接;②獨立的傳感器間缺乏系統整合;③不支持信號的持續(xù)采集和數據的實時處理;④分別的監(jiān)護設備間無法共享無線通信資源。研制一種基于無線傳感技術的可穿戴式多參數監(jiān)護設備，可更好地適應高壓氧艙特殊環(huán)境和臨床救治的需要。該監(jiān)護儀要求心電、血壓、血氧飽和度、脈搏、呼吸、體溫檢測等電路模塊采用超低功耗器件，并結合硬、軟件省電設計，使氧艙內監(jiān)護終端可采用電池供電;信號采集轉換后，一方面在艙內監(jiān)護終端(子機)上顯示，并通過Zigbee等無線傳輸技術將采集信號送入艙外中央監(jiān)護PC終端(主機)上，實現艙內外同步監(jiān)測。
1系統體系結構與硬件設計
小封裝、低功耗、無線通信、安全性和互操作是醫(yī)療可穿戴式監(jiān)護設備設計的基本要求。本文所設計的生命特征監(jiān)護設備的系統結構如圖1所示。系統主要由監(jiān)護PC主機、艙外主節(jié)點(coor—dinatornode)和艙內的多參數采集傳感器子節(jié)點(sensornodes)等三個部分組成，主節(jié)點和各子節(jié)點之間通過IEEE802.15.4無線通信協議構成一套結構簡單、工作穩(wěn)定，運行可靠的星型無線通信網絡。
主節(jié)點主要負責協調高壓氧艙內各無線醫(yī)療傳感器子節(jié)點與艙外監(jiān)護主機PC之間的數據通信，提供透明的通信接口。無線通信接口主要功能包括網絡配置和網絡管理兩個方面。網絡配置階段主要完成傳感器節(jié)點的注冊和初始化，以確定傳感器節(jié)點的歸屬、數量和采樣頻率等。網絡配置完成后，主節(jié)點負責無線網絡的維護和管理，包括信道共享、時間同步、數據提取、數據融合與處理等。子節(jié)點分別負責心電、血壓、呼吸、血氧、體溫等生理信號的采集、檢測和監(jiān)護，并通過無線接口向主節(jié)點傳輸，進而由監(jiān)護主機存儲、處理采集數據，主機可按監(jiān)護要求進行狀態(tài)實時顯示和異常狀態(tài)告警。
