在10月28日召開的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息化應(yīng)用論壇上，來自東南大學(xué)的杜永強(qiáng)教授發(fā)表了題為《智能健康醫(yī)療監(jiān)護(hù)技術(shù)》的演講。

　　演講主要包括以下幾個(gè)方面：一、智能網(wǎng)與智能健康監(jiān)護(hù)的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，二、智能健康監(jiān)護(hù)體系的結(jié)構(gòu)，三、人體傳感器的技術(shù)特點(diǎn)，四、傳感器的關(guān)鍵技術(shù)在低功耗方面所做的內(nèi)容。下面的杜永強(qiáng)教授演講實(shí)錄。

　　做物聯(lián)網(wǎng)是不知不覺當(dāng)中做物聯(lián)網(wǎng)的工作，物聯(lián)網(wǎng)把新一代的信息通訊技術(shù)，充分的應(yīng)用在各行各業(yè)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)大范圍的人力物力的信息交換，使我們?nèi)藗兊墓ぷ魃钣星八从械谋憬莞惺?。隨著我們醫(yī)療信息化水平的不斷提高，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)健康領(lǐng)域也在廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在在病人的身份管理，移動(dòng)遺囑，移動(dòng)的藥物管理等很多方面已經(jīng)有一些系統(tǒng)在運(yùn)行。

東南大學(xué)杜永強(qiáng)教授發(fā)表演講 

     隨著亞健康、慢病監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程診療和急救需求越來越迫切，這些方面也正是我所需要感興趣的內(nèi)容，我們的目標(biāo)是使智能健康領(lǐng)域，與我們當(dāng)今最先進(jìn)的一些通訊產(chǎn)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)人健康進(jìn)行量化的一些評(píng)估診斷和監(jiān)控以及做一些鞏固治療和健康咨詢，最終希望能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)個(gè)人健康無處不在的健康關(guān)懷。我們把這樣的系統(tǒng)定位在移動(dòng)完成健康監(jiān)控，既可以用個(gè)人的，也可以用于家庭社區(qū)以及集團(tuán)的用戶，不限于哪一種應(yīng)用，我們分析現(xiàn)在應(yīng)用的場(chǎng)景蠻多的，比如說中老年人還有亞健康的人群，運(yùn)動(dòng)員，戶外運(yùn)動(dòng)者等，集團(tuán)客戶有養(yǎng)老院，醫(yī)院，干休所等。

　　智能健康監(jiān)護(hù)體系架構(gòu)，考慮三個(gè)層次，1、感知層，在這個(gè)里面需要用到一系列的人體身體傳感器，這些傳感器能夠測(cè)量我用戶生理參數(shù)，比如說對(duì)心臟疾病患者非常有用的心臟參數(shù)，以及對(duì)高血壓患者非常有用的血壓參數(shù)，這些傳感器有一個(gè)共同的特點(diǎn)，需要可移動(dòng)，便攜，低功耗，這是我們現(xiàn)有醫(yī)院診療設(shè)備有很大區(qū)別的。由于低功耗的限制，我們感知到的數(shù)據(jù)不是進(jìn)入現(xiàn)有的公共網(wǎng)絡(luò)，而是這里面有一個(gè)無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。如果每個(gè)人的信息都進(jìn)入公共網(wǎng)絡(luò)那這個(gè)傳感器的帶來的功耗就很大，所以進(jìn)入終級(jí)節(jié)點(diǎn)，這樣的數(shù)據(jù)進(jìn)入我們的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，包括無線接入網(wǎng)，核心網(wǎng)，以及營(yíng)運(yùn)的支撐平臺(tái)，以及負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程的管理，安全認(rèn)證以及營(yíng)運(yùn)涉及的計(jì)費(fèi)，以及用戶管理都在這一層。營(yíng)運(yùn)支撐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的維護(hù)，最后就是應(yīng)用層，主要有健康業(yè)務(wù)平臺(tái)，專家性以及健康信息中心這幾點(diǎn)，健康業(yè)務(wù)平臺(tái)可以與傳感器進(jìn)行交互，并支持和外部各個(gè)系統(tǒng)的連接，比如醫(yī)院現(xiàn)有的健康業(yè)務(wù)管理平臺(tái)和專家系統(tǒng)，健康信息中心連接，以及對(duì)于遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)管理進(jìn)行救助管理。專家系統(tǒng)對(duì)人體采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將這些結(jié)果分發(fā)到醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)由醫(yī)護(hù)人員根據(jù)數(shù)據(jù)給出診斷性的健康、保健，提醒就醫(yī)的建議。健康信息中心就是我們把感知到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來，維護(hù)這些數(shù)據(jù)的安全性，以及對(duì)這些數(shù)據(jù)挖掘，支撐以后可能開展的知識(shí)性的應(yīng)用。這樣一個(gè)體系結(jié)構(gòu)，這樣一個(gè)系統(tǒng)，最大的商用障礙在傳感器，其他的部分還是比較好建設(shè)的，也有一些現(xiàn)成的技術(shù)，我們的研究重點(diǎn)放在傳感器和無線網(wǎng)關(guān)。

       我們傳感器跟醫(yī)院本身診療儀器不一樣，我們到醫(yī)院看病檢查，往往被迫自愿接受儀器檢查沒有選擇，我們作為健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的傳感器，通常在疾病發(fā)生的期間佩戴，連續(xù)實(shí)施檢測(cè)，這樣傳感器的特點(diǎn)，跟醫(yī)療設(shè)備還是有很大差異的。要求它的佩戴有隱蔽性并且美觀而且要有舒適度非常重要。這個(gè)最后影響到客戶最后的可接受度，這個(gè)是我們現(xiàn)有傳感器需要重點(diǎn)考慮的問題。我們考慮的是傳感器應(yīng)該具有移動(dòng)性，這種健康傳感器就是在我們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中，比如就在這個(gè)會(huì)場(chǎng)上他有需求就佩戴這個(gè)傳感器，不影響我們?nèi)粘５纳?。傳感器也要無線應(yīng)用。便攜性體積和重量也很關(guān)鍵，我們很難想象帶一個(gè)笨重的傳感器四處活動(dòng)。低功耗也是按照傳感器考慮的非常重要的因素，有線容量供給怎么提供傳感器能量的時(shí)間，同時(shí)低功耗也是保證我們前面談到的舒適性，移動(dòng)性，便攜性的技術(shù)保障，提高能量效率是至關(guān)重要的方面。最后要求做到低成本，這樣傳感器不能非常昂貴，這樣對(duì)它的應(yīng)用非常有限，要做到量很大，能夠低成本能夠進(jìn)入千家萬戶，就像我們現(xiàn)在手機(jī)這樣要人人能用得起，能夠享受到智能健康監(jiān)護(hù)帶來的便捷，我們分析到這些特性以后，我們?nèi)ゾ唧w討論一下低功耗的問題。

　　我們通常人體健康傳感器有這么幾個(gè)部分來組成，一個(gè)是維持我們傳感器正常運(yùn)行的電池，無線便攜只能用電池供電，還有識(shí)取我們?nèi)梭w身上信號(hào)模擬的前端，還有我們要實(shí)現(xiàn)無線的收發(fā)器，我們低功耗目的在有限電能下盡可能延長(zhǎng)傳感器工作時(shí)間。要維持這樣的健康傳感器至少維持24小時(shí)，這樣使它晚上24小時(shí)回家能充電更換電池。

　　人體五大生理參數(shù)的電特性。首先心電信號(hào)，能量主要在100Hz以內(nèi)，采集200Hz，信息量16位數(shù)是3200bps，血壓主要采集脈搏波，小于20Hz，采樣率50Hz，ADC位數(shù)16，數(shù)據(jù)率900bps。血氧飽和度脈搏小于4Hz，采樣率20Hz，ADC位16，數(shù)據(jù)率320bps等。用間接傳輸方式理論占功率1.3%。

　　對(duì)這些信號(hào)我們要考慮一個(gè)方案采用集成模擬前端，這樣的模擬前端再一個(gè)比較低的電壓范圍內(nèi)并且功耗是2個(gè)毫安，無線的收發(fā)器具有的功耗特性可以2伏到3.6毫安，接收3伏到24.9毫安。TX在3.0伏到34.1毫安。CPU3.0伏到2.5毫安，這樣構(gòu)成的傳感器它綜合的功耗AFE是2.1mA@3.0V，CPU考慮休眠、喚醒及20%的無線傳輸?shù)膮f(xié)議開銷，傳輸占空系數(shù)按1.6%計(jì)，TX/ RX平均電流3.41×1.6%= 0.54毫安。

　　電池供電的特性我們分析一下在充滿電的時(shí)候初使電壓達(dá)到了4.2V普通，電池。隨著逐步放電越來越低，通常到容量截止為止，通常3.5到3.6，初使放電段高的電壓4.2到3.9，占到30%，電池供電電壓平均在3.75V，不同供電電壓對(duì)我們工作效率不一樣，我們優(yōu)化供電效率可以提高我們電池供電時(shí)間。

　　增加DC- DC，使DC- DC本身效率達(dá)到92%，平均放電電壓按照3.75V，這個(gè)時(shí)候供電電壓前端降到2.7V，這個(gè)時(shí)候我們電池的電流降低了從2.1毫安降到1.64毫安，Transceiver收發(fā)器供電電壓降低到2.0V，取自己電池的電流由3.04毫安降低到1.76毫安?？傠娏?.4毫安。這個(gè)是我們初步的一些研究結(jié)果，這是一個(gè)佩戴在耳機(jī)上的傳感器，可以測(cè)量血氧飽和度，心率，呼吸率以及跌倒的狀況。另外一個(gè)佩戴在眼鏡恩上傳感器檢測(cè)參數(shù)跟前面類似。還有檢測(cè)新電檢測(cè)傳感器，可以檢測(cè)心電，心率和呼吸率，這就是我為大家匯報(bào)的情況，謝謝大家！