家庭网络中的BAN和远程健康监护

家庭网络中的BAN和远程健康监护 BAN and Remote Health Monitoring in Home Networks 2006-07-25 作者孟旭东,王建安, 陆凯 摘要通过远程医疗监护系统供应刚好现场护理POC服务是提升健康护理手段的有效途径。体域网BAN是由依附于身体的各种传感器构成的网络。在远程健康监护中，将BAN作为信息采集和刚好现场护理POC的网络环境，可以取得良好的效果，赐予家庭网络以新的内涵。借助BAN，家庭网络可以为远程医疗监护系统刚好有效地采集监护信息；可以对医疗监护信息预读，发觉问题，干脆通知家庭其他成员，达到刚好救援的目的。 关键字体域网；远程健康监护；刚好现场护理；家庭网络 英文摘要The Point-of-care POC service provided by remote medical monitoring system is an effective approach to upgrade healthcare. A Body Area NetworkBAN consists of various sensors attached to the human body. The BAN enables good remote health monitoring when it is used for ination collection and POC. It accordingly adds new values to the home network. With the aid of the BAN, a home network can effectively collect monitoring ination in time for the remote medical monitoring system. Moreover, it can further detect symptoms of a person by pre-reading collected ination, and directly notify his family of the symptoms for prompt treatment. 英文关键字body area network; remote health monitoring; point of care; home network 相对于工作场所，居家环境更主要地体现在休息和消遣。为此，通过家庭网络构建的家庭消遣、智能居家、家庭安防和综合信息通信服务，正在努力为家庭居室建立一个舒适、平安、愉悦的生活环境。 然而，除了生活的平安与舒适之外，人体健康护理也是居家生活必需考虑的问题。这是因为，居家的特别生活方式与状态常常导致了我们生活的这个时间段处在健康监护的盲区。许多突发性的疾病，由于没有刚好发觉而错过抢救的时间，另外，许多慢性病患者到医院进行常常性的日常检查，也造成医院拥挤，甚至造成对病人新的损害。居家环境中的医疗远程监护就是要供应全程24 h/d的健康监护，供应完整的病情报告，对疾病进行预警和刚好现场救援。这就是远程医疗监护延长到家庭中的主要缘由。 1 医疗监护体域网 1.1 远程医疗监护 远程医疗监护Telecare是远程医学的一个部分，因它所供应的刚好现场护理POC服务，正在日益凸显它的重要。它使人们可以刚好发觉某些突发疾病，如冠心病、脑溢血的发病征兆，赐予预警，在发病的期间赐予刚好的医疗救援。而一般的慢性病，如糖尿病、睡眠障碍等也能通过监护，发觉病因，视察医疗进展，进而指导医疗。 远程监护经验的发展过程大致有以下几个阶段 1非实时监护。如接受24 h心电监护仪，患者将其背负在身上，记录下较长一个时间段上的心率改变。但它没有通信部件，事后要拿到医院解读，或者由一个家用发送装置完成信息的发送。对于患者病情急性发作，它是无能为力的。 2实时监护。通过有线连接监护传感器，并建立公共交换电话网PSTN的实时传输链路，实时地将数据传送到医院临床诊断救援中心，犹如病房搬到了家里。缺点是阻碍被监护者正常的活动，另外，它的发送装置也仅为单个传感器服务。 3无线体域网BAN。在人体上设置多个健康监护传感器，共用一个无线发送器，构成一个网络，即健康监护BAN。 4家庭网络环境下的多无线BAN，借助家庭网络的网关设备，使多位家庭成员共享医疗监护信道。另外，网关对监护信息实现预读，在转发信息的同时，向患者的家庭成员发出告警。 1.2 BAN网络模型 BAN[1]是由附着在人体上的各种计算部件组成的网络。它和可穿戴计算机亲密相关，这些计算部件分布在人身体的各个部位。 BAN的原型系统是由T. G. Zimmerman在1996年开发的[2]，它提出了以人体皮肤为信息通道的数据传送方法最大速率400 kb/s，将身体上部署的各种设备连接起来。除了通过有线、皮肤进行通信外，用短程无线射频RF通信技术进行BAN的信息交互日趋成为探讨的重点。 BAN因部署的传感器的类型不同，而使其作用不同。不过，这些不同类型的BAN通信模型基本是相同的，一般分为BAN内部通信和BAN与外部通信两部分，如图1所示。内部BAN通信将各传感器、促动器的信息与移动基本单元MBU进行信息交互，完成BAN内部的通信；MBU再将数据传送到外网，外网可以是如GSM、PSTN网络，也可以是距BAN较近的个域网PAN网络，构成BAN的外部通信。 在医疗监护方面，近年来，随着微电子技术的发展，出现了可穿戴、可植入、可侵入的服务于人的健康监护设备如穿戴于指尖夹子的血氧传感器、腕表型血糖传感器、腕表型睡眠品质测量器、睡眠生理检查器穿戴于胸前、戒指型血氧量等生理现象的测量传感器、低侵入性的影像信息传送组件囊胶、可植入型身份识别组件。 除了以上各类人体生理信息传感器以外，微电子技术还催生了各类促动器，如用于激化麻痹肌肉的植入型芯片美国南加州高校的BION安排、自动给药器美国加州高校尔湾分校马克玛窦探讨。 假如没有BAN，这些传感器和促动器都是独立工作的，要自带各自的通信部件，因此通信资源不能有效利用，信息传送的平安性和有效性得不到保障。 从经济、微型化考虑，自然提出了让这些传感器构成一个网络的设想，将各种传感器的信息先会聚到一个身体上的通信单元上如MBU，类似Ad Hoc网络中的簇头，由它进行BAN的内部通信，同样，也由它和别的通信网络进行BAN外部通信。除了在通信方面的获益之外，BAN网络还可以加入环境感知功能，自主地确定网元的动作如对促动器发出吩咐。图2所示是一个健康监护BAN的示意图。最终，BAN的信息将汇总到护理中心，由这里的设备进行分析、整理，对病情状况做出报