解析急救智能輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

急救輔助系統(tǒng)基于EC5-1719CLDNA高性能單板電腦,添加人體生命征監(jiān)測(cè)傳感、音視頻模塊、無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)及應(yīng)用軟件,以及心電監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了人體生命征實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)、病史采集、病情快速診斷、疑似病例查詢、遠(yuǎn)程專家急診、心電分析等功能。利用本系統(tǒng)在院前急救環(huán)節(jié)對(duì)患者進(jìn)行快速病情診斷及指導(dǎo)急救,有效地降低病人死亡率和傷殘率。

0 引 言

對(duì)于意外事故、突發(fā)疾病等疾病,都存在急救“時(shí)間窗”,如果能夠在院前急救環(huán)節(jié)快速診斷并施予有效急救,在很大程度上能降低其死亡率和致殘率。但是,由于客觀條件的限制,醫(yī)療救護(hù)車上的流動(dòng)醫(yī)療小組很難配備經(jīng)驗(yàn)豐富的?？漆t(yī)生,從而沒(méi)有采取最及時(shí)有效的措施,或錯(cuò)過(guò)了最佳的救助時(shí)機(jī)。

針對(duì)以上問(wèn)題,本文利用EC5-1719CLDNA(嵌入之星)為系統(tǒng)內(nèi)核,結(jié)合人體生命征監(jiān)測(cè)傳感、音視頻模塊、TD-SCDMA無(wú)線傳輸模塊、GPS模塊所實(shí)現(xiàn)的救護(hù)車急救智能輔助系統(tǒng)為此提供了一個(gè)有效的解決方案。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)由救護(hù)車端和急救中心端兩部分組成,雙方通過(guò)TD-SCDMA 無(wú)線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。救護(hù)車端主要完成對(duì)病人的生理特征(體溫、脈搏、呼吸、血壓)的采集,病人心電圖的分析,并將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過(guò)無(wú)線模塊傳送到救護(hù)中心端,用以方便中心對(duì)病人做出全面的遠(yuǎn)程診斷。

急救中心端負(fù)責(zé)管理和調(diào)配救護(hù)車,接收各救護(hù)車發(fā)送的實(shí)時(shí)生命征數(shù)據(jù)和初步診斷結(jié)果,并通過(guò)實(shí)時(shí)音視頻通信,為急救中心專家提供數(shù)據(jù)、圖像等診斷參考,以指導(dǎo)救護(hù)車實(shí)施更有效的救治方案。

整個(gè)系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

圖1 重癥救護(hù)車輔助系統(tǒng)總體框架

救護(hù)車端采用EC5-1719CLDNA(嵌入之星)高性能單板電腦,利用集成化的傳感器對(duì)脈搏、體溫、呼吸信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集處理和傳輸。設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

圖2 救護(hù)車端功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)救護(hù)車端可以分為四個(gè)模塊:完成對(duì)病人生理特征采集的數(shù)據(jù)采集模塊;完成對(duì)病人數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示的人機(jī)交互模塊;完成與中心聯(lián)系的無(wú)線模塊;完成與中心進(jìn)行視頻對(duì)話的聲音圖像處理模塊。

其中數(shù)據(jù)采集模塊為整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,采集所得到的信號(hào)由16位∑-Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7705實(shí)現(xiàn),該芯片內(nèi)含數(shù)字濾波器,因此省去了單獨(dú)的濾波電路,同時(shí)達(dá)到了很好的濾波效果。采用的控制由兩片單片機(jī)進(jìn)行控制,采集得到的信號(hào)送到主控系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。

由于本系統(tǒng)中救護(hù)車是在移動(dòng)中與中心端進(jìn)行交互的,在中心端配置了無(wú)線網(wǎng)卡來(lái)接收救護(hù)車終端的數(shù)據(jù)外,本系統(tǒng)在救護(hù)車終端還采用科瑞特公司的GPS模塊(標(biāo)稱定位精度10 m),通過(guò)GPS終端從衛(wèi)星獲得本地的GPS坐標(biāo),根據(jù)定位的信息,幫助救護(hù)車端和急救中心端了解救護(hù)車的當(dāng)前位置。

同樣,在移動(dòng)中傳送音視頻也比靜止中提出了更高的要求,本系統(tǒng)采用了套接字(Socket)技術(shù),通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行音視頻數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)為了緩解在網(wǎng)絡(luò)通信不好的情況下導(dǎo)致的數(shù)據(jù)積壓,數(shù)據(jù)不能發(fā)送出去的情況,系統(tǒng)發(fā)送端采用停等策略,即每次發(fā)送完數(shù)據(jù)后對(duì)接收端進(jìn)行監(jiān)聽(tīng),設(shè)置標(biāo)志位,以判斷是否停止視頻幀的壓縮。在接收端,接收到視頻幀以后,向發(fā)送端發(fā)送標(biāo)志位,使接收端開(kāi)始?jí)嚎s,傳送下一幀數(shù)據(jù)。這樣,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)異常時(shí),由于停止壓縮,這樣就不會(huì)造成數(shù)據(jù)積壓。

2 系統(tǒng)測(cè)試

2.1 脈搏模塊測(cè)試

針對(duì)同一被測(cè)者,同時(shí)用示波器測(cè)量脈搏傳感器HK-2000B信號(hào)的波形,與本系統(tǒng)系統(tǒng)輸出波形進(jìn)行比較。波形如圖3,圖4所示。

圖3 示波器輸出脈搏波形

圖4 本系統(tǒng)輸出波形

對(duì)不同年齡、性別及不同狀態(tài)下的被測(cè)者進(jìn)行脈搏的測(cè)量,結(jié)果有差別。

測(cè)試結(jié)論:通過(guò)與常規(guī)測(cè)量搏的方法進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)測(cè)量脈搏更加準(zhǔn)確,且利于存儲(chǔ)及處理。