無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN(WirelessSensorNetwork)是一項(xiàng)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等多種領(lǐng)域技術(shù)的新興技術(shù)，該技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。隨著技術(shù)的發(fā)展，WSN將會(huì)在醫(yī)療實(shí)踐的許多方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療中的應(yīng)用情況
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用其自身的優(yōu)點(diǎn)(如低費(fèi)用、簡(jiǎn)便、快速、實(shí)時(shí)無創(chuàng)的采集患者的各種生理參數(shù)等等)，使其在醫(yī)療研究、醫(yī)院普通／ICU病房或者家庭日常監(jiān)護(hù)等領(lǐng)域中有很大的發(fā)展?jié)摿?，是目前研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
在病人身上放置用于檢測(cè)人體參數(shù)的微型傳感器節(jié)點(diǎn)，可對(duì)病人的心率、血壓、心電、心音等生理參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將信息匯總傳送給監(jiān)護(hù)中心，進(jìn)行及時(shí)處理與反饋；利用WSN長(zhǎng)期收集被觀察者的人體生理數(shù)據(jù)，對(duì)了解人體健康狀況以及研究人體疾病都很有幫助。此外，在藥物管理和研制新藥品、血液管理等諸多方面，也有其獨(dú)特的應(yīng)用?？傊瑹o線傳感器網(wǎng)絡(luò)為未來的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)提供了更加簡(jiǎn)便、低費(fèi)用的實(shí)現(xiàn)手段。
基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療體系結(jié)構(gòu)
基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要由醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)基站(醫(yī)療SINK節(jié)點(diǎn))以及社區(qū)／醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心這幾個(gè)部分組成。
醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)與監(jiān)護(hù)基站組成個(gè)人／家庭或者病房無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)這樣的網(wǎng)絡(luò)可以組成社區(qū)或整個(gè)醫(yī)院監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)，甚至更大范圍的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。首先，醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)采集人體生理參數(shù)，并對(duì)采集到參數(shù)簡(jiǎn)單處理后，通過無線通信的方式直接或者間接逐跳方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)交旧?。監(jiān)護(hù)基站對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理后轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)護(hù)中心，監(jiān)護(hù)中心進(jìn)行分析處理，并及時(shí)對(duì)病人進(jìn)行信息反饋。監(jiān)護(hù)中心還可以采用多種方式(Internet，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，與其它監(jiān)護(hù)中心共享信息。
醫(yī)療無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)存在的挑戰(zhàn)
盡管無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在組建醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)方面有其獨(dú)有優(yōu)勢(shì)，但應(yīng)用到實(shí)際醫(yī)療中還存在以下挑戰(zhàn)：
動(dòng)態(tài)組網(wǎng)與大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性管理：當(dāng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)擴(kuò)展到社區(qū)、城市甚至全國時(shí)，其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模巨大，并且監(jiān)護(hù)節(jié)點(diǎn)與基站都具有一定的移動(dòng)性。因此，必須設(shè)計(jì)一種合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾斫Y(jié)構(gòu)以及節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性管理方法。
數(shù)據(jù)完整性與數(shù)據(jù)壓縮：節(jié)點(diǎn)有時(shí)需要長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)的監(jiān)測(cè)人體參數(shù)，節(jié)點(diǎn)所采集到的數(shù)據(jù)量大，而節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)容量小，常采用壓縮算法來減少數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳輸量。然而，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的壓縮算法開銷太大不適合傳感器節(jié)點(diǎn)。另外，壓縮算法不能損壞原始數(shù)據(jù)，否則會(huì)造成對(duì)病人的錯(cuò)誤診斷。
數(shù)據(jù)安全性：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用自組織方式組網(wǎng)，容易受到攻擊，此外，病人的信息需要保密。然而，傳感器節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力相當(dāng)有限，傳統(tǒng)的安全和加密技術(shù)都不適用。因此，必須設(shè)計(jì)一種適合傳感器節(jié)點(diǎn)的加解密算法。
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