Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №15 (ноябрь) 2014
Разделы: Электроника
Размещена 17.11.2014. Последняя правка: 08.12.2014.

Медицина нового поколения: передача информации о самочувствии пациента

Ющенко Мария Александровна

КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева

студент

Усанов А.И., прeподаватель, доцент кафедры радиоэлектронных и квантовых устройств


Аннотация:
В данной статье рассмотрена, разработка устройства для беспроводного соединения с медицинским оборудованием, обеспечивающего своевременное информирование медицинских работников о критическом состоянии пациента. Это позволит улучшить скорость медицинского обслуживания и позволит дистанционно получать информацию о состоянии здоровья пациентов, что уменьшит нагрузку, как врача, так и на пациента.


Abstract:
This article will look at the development of devices for wireless medical equipment, providing timely information to health care professionals about the critical condition of the patient. This will improve the speed of health care and allow remotely obtain information on the health status of patients, reducing the burden, as a doctor and a patient.


Ключевые слова:
интерфейс; передатчик информации; протокол беспроводной связи

Keywords:
interface; the transmitter of information; wireless protocol


УДК 621.396.65

Медицинские учреждения во всем мире сегодня испытывают острую нехватку среднего и младшего медицинского персонала, с чем связано множество ошибок. Достижения науки увеличивают среднюю продолжительность жизни человека, из-за этого растет доля стареющего населения, требующего внимания со стороны работников здравоохранения.[1, с. 56] Необходимость применения высокотехнологичных медицинских датчиков широко проявляется во всех областях медицины, где кабельные соединения приборов представляют большое неудобство для врачей, пациентов и обслуживающего персонала.

Для начала нужно определиться с требованиями к системе. Мы рассмотрим требуемые параметры:

  1. Скорость передачи информации (должна быть максимально быстрой, т.к.в медицине каждая секунда на счету, и от быстроты передачи информации может зависеть жизнь человека);
  2. Дальность связи (должна быть до 5 – 10 м., что бы его можно было использовать в домашних условиях, при учете того, что в квартире, например, так же будут и стены);
  3. Требования к надежности связи (в системе должно быть, как можно меньше помех, что бы полученный телефоном сигнал, соответствовал отправленному сигналу);
  4. Компактность аппаратуры (аппаратура должна быть, как можно более компактной и мобильной для того, что бы, в случае необходимости, ее можно было взять с собой, установить в машине, или перевезти на другое место пребывания);
  5. Питание (по возможности прибор должен работать от батареи и потреблять, как можно меньше электричества).

  Рассмотрим примеры различных существующих интерфейсов в таблице 1. 

Таблица 1. Интерфейсы подключения медицинских датчиков.

Интерфейс

USB

D-sub

LPT

IDE

SATA

вид интерфейса

послед.

послед.

парал.

послед.

парал.

Используется

универсал.

универсал.

принтеры

физ. устр.

физ. устр.

Скорость

до 480Мбит/с

низкая

1,2 Мбит/с

1064Мбит/с

1500Мбит/с

Как мы ранее рассматривали, одним из наилучших вариантов будет USB. Через данный интерфейс к основной системе, а в нашем случае к нашему передатчику, могут подключаться датчики слежения за состоянием пациента или любые другие приборы.

    Интерфейс USB включает в себя 4 линии:

    1)VDD; D+; D–; VSS.

    2)VDD — это питание +5 В, VSS — это «земля»,

    3)D+ и D–диффер-ные линии. Так же необходимо взять во внимание то, что то D+ и D– могут использоваться и в однополярном режиме.

Сравнение протоколов беспроводной связи.

     Для детального представления, хочу привести сравнительную таблицу стандартов и протоколов беспроводной связи. [2, с. 86] (Таблица 2). 

Сравнительная таблица протоколов беспроводной связи.

Технология

Стандарт

Пропускная способность

Радиус действия

Частоты

WI-FI

802.11 n

до 300 Мбит/с

до 20 км

2,4 или 5,0ГГц

WiMax

802.16 d

до 75 Мбит/с

6 - 10 км

1,5-11 ГГц

Bluetooth 2.0

802.15.3

до 3 Мбит/с

до 100 метров

2,4 ГГц

Bluetooth 3.0

802.11

от 3 Мбит/с до 24 Мбит/с

до 100 метров

2,4 ГГц

ZigBee

802.15.4

от 20 до 250 Кбит/с

1 - 100 метров

2,4 ГГц (16каналов)

Технология Bluetooth передает данные на небольшие расстояния, но этого достаточно для наших целей. Расстояние передачи информации составляет от 10 до 100м. Скорость передачи информации довольно высокая. Хороший частотный диапазон, который составляет 2,4 ГГц. Учитывая хорошие характеристики в области энергопотребления, диапазона, безопасности данных, а также сетевых возможностей для передачи результатов измерений была выбрана единая стандартная технология беспроводной передачи Bluetooth.

    У данного передатчика довольно небольшое количество деталей, что удовлетворяет минимальным требованиям для высокой его производительности. Основным его достоинством является простая схемная реализация, что облегчит его сборку, а так же позволит значительно сэкономить денежные средства.  При довольно невысоком напряжении питания и потребляемом токе 2-3мА. Сигнал этого радиопередатчика может приниматься на расстоянии до 150м. (Рисунок 1)

Рис. 1. Миниатюрный передатчик с питанием от аккумулятора.

Антенну можно изготовить из провода длиной, примерно, в 60см, но так как это очень большая длина для нашего прибора, нам ее необходимо уменьшить. Для этого я между антенной и конденсатором С8 включу  в цепь удлинительную катушку L3. Если предположить, что катушки L2, L1 будут иметь по 8 витков, то катушка L3 будет иметь 16 витков, что в 2 раза больше. Для того, что бы получить максимальный сигнал высокой частоты, то можно «поиграть» с катушками индуктивности L1 и L2. [3,с. 125]

Для оперативно оказания медицинской помощи, в случае, например, критического состояния сердца, на теле пациента фиксируется прибор, который способен анализировать в постоянном режиме данные о здоровье человека. Если устройство обнаруживает данные пациента, угрожающие жизни, автоматически устанавливается связь с мобильным телефоном по технологии Bluetooth. Телефон, при получении сигнала от прибора сообщение тревоги, которое пересылаются в центр слежения за пациентом и службу скорой медицинской помощи, где специалистами проводится анализ данных и, оповещается специалист неотложной медицинской помощи. Данная схема гарантирует пациенту оказание своевременной медицинской помощи, а при необходимости и экстренной реанимации и, как следствие, спасение жизни.

Библиографический список:

1. Вишневский В.М. Энциклопедия WiMax. Путь 4G [Текст]:/ В.М. Вишневский, С.С. Портной, И.К. Шахнович - М.: Техносфера, 2009. — 472 с.
2. Гепко И.А. Современные беспроводные сети: состояние и перспективы развития. [Текст]:/ И.А. Гепко, В.Ф. Олейник, Ю.Д. Чайка. – М.: ЭКМО, 2009. — 672 с.
3. Шахгильдян В.В. Радиосвязь, радиовещание и телевидение. [Текст]: учеб. для вузов/ В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, В.Б. Козырев. – М.: Радио и связь, 2000. – 120 с.




Рецензии:

17.11.2014, 9:07 Хаитов Бафо Усманович
Рецензия: Статья соответствует структуре научных статей и одобряется к публикации в разделе "Электроника" или "Электротехника".

17.11.2014, 13:16 Клинков Георгий Тодоров
Рецензия: Статья подчиняется рутинной практики фиксации состояния пациента в условиях информационного дефицита.По моему нужно сделать контент-анализ между приложения традиционных медицинских носителей информации об пациентах и возможностей неконвенциональных регистраторов в нужном интерфейсном режиме.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх