1、Hygeia（海吉亞）天基醫療監護計劃 基于傳感器網絡的遠程醫療監護系統項目立項書指導老師： 謝新華 編寫人員：Hygeia項目小組 黃永卿，楊德杰，張海晶，劉澍，于姣睿，張龔；目錄1.引言31.1編寫目的31.2定義31.3參考資料32.項目概述32.1項目背景32.2項目目標32.3上下文關系圖42.4項目范圍53項目技術方案53.1方案概述53.2編程環境63.3數據庫的實現64項目計劃64.1項目工作量估算64.2工作任務的分解6人力資源與人員分工7硬件資源84.3項目資金預算84.4項目進度84.5 關鍵里程碑95可行性分析95.1技術可行性分析95.2市場分析116效益分析126.

2、1開發成本估算126.2產品市場占有量預計126.3效益預期121.引言1.1 編寫目的此立項報告旨在確定本項目的基本目標、主要內容，設計實現的流程、工作負荷、費用開支、人員結構、設備情況、局限性，運行設計的項目時間總體規劃、進度分段標準、階段考核方法，以及項目驗收方式、提交的內容清單、后續工作情況。1.2 定義1.3 參考資料軟件系統分析與設計軟件需求工程2.項目概述2.1 項目背景傳統的醫療體系往往對病人的情況不能及時地反饋給醫生，從而導致延遲就醫。因此，急需一種能夠對病人身體狀況進行實時監控的系統，將病人的生理信息及時地傳給醫生，做到及時發現，及時就醫，及時醫治。2.2 項目目標本系統是

3、一種基于無線傳感器網絡技術的嵌入式遠程醫療監護系統，采用SunSPOT作為通訊及監測工具，對病人進行實時監護，使得人們可通過應用計算機技術和現代通信，實現個人與醫院間的醫學信息的遠程傳輸和監控，遠程會診、醫療急救、遠程醫療教育與交流等，從此提高對病人診斷的準確性和便利性。這套系統可以對病人的一些生理信號數據（例如體溫、心跳等）進行采集。在醫院內部，在醫生的指導下，由病人本人使用此遠程醫療監護系統對病人進行監護，實時監測病人的一些生理指標。在基于傳感器網絡的遠程醫療監護系統中，監護病人節點以自組織形式構成網絡，通過移動端SunSPOT將監測數據傳到SunSPOT基站，再由SunSPOT基站將整個

4、區域內的數據通過通信網絡將病人的生理和醫學信號傳送到監護中心進行分析，然后由醫生根據實時情況做出正確的診斷和合理的治療方法。在基于傳感器網絡的遠程醫療監護系統中應用SunSPOT基站在醫院內部組成局域網，可以對病人的位置進行定位，以便在病人不在病房的時候發生突發狀況時候，醫生可以通過此系統判定病人的具體位置，并且立刻趕到現場實施及時的救治。2.3 上下文關系圖遠程醫療監護系統數據流清單編號參與者輸入數據流輸出數據流1傳感器節點人體生理指標數據發送數據至基站異常數據提示病人2基站傳感器節點數據發送數據至監護中心向節點發送控制命令3病人獲取保健計劃輸出保健計劃身體狀況請求在線治療人體生理指標數據個

5、人病例4醫生病人病例采集病人信息發出預警保健計劃提醒執行輸入要求在線治療2.4 項目范圍本項目適用于對自身身體狀況需要進行實時監測或希望通過實時監測來制定保健計劃的人群，以及需要對病人進行身體狀況檢測的醫生。3項目技術方案3.1方案概述本系統是基于無線傳感器網絡技術的嵌入式遠程醫療監護系統，由三部分組成。一部分是遠程醫療儀器感測系統用于采集用戶（病人）的身體生理信號（體溫、心跳等），并且將這些信息通過無線通信技術傳送給基站。第二部分是通信傳遞系統，通過SunSPOT基站構成局域無線網絡將數據傳送給監護中心。第三部分是醫療監護中心，接受由基站傳遞過來的數據并且處理數據是醫生能夠實時監測到病人的身

6、體狀況。3.2編程環境本系統利用Netbean工具，采用java編程語言，使用MVC框架技術，在windowsXP系統條件下開發。3.3數據庫的實現本系統采用Microsoft SQL Server 2000作為后臺數據庫。其內置的數據庫引擎可以控制訪問權限并快速處理數據，搜索引擎可以對SQL Server表中的數據進行索引，并執行多種條件的查詢，快速返回結果。便于防火墻日志的管理和規則的訪問以及操作。數據庫管理員和開發人員可以方便地利用其進行數據庫管理或編寫相應的SQL語句。4項目計劃4.1項目工作量估算4.2工作任務的分解人力資源與人員分工角色知識技能要求成員項目組長有相關項目經驗，較好的

7、共同與表達能力，一級分析問題解決問題能力黃永卿需求開發人員對無線傳感器網絡相關內容有較為詳細的認識張海晶，楊德杰系統設計人員曾參與會設計或類似系統，在系統設計方面比較有經驗黃永卿，楊德杰編碼人員熟悉Sunspot，曾做過或接觸過類似平臺軟件開發。較強的責任心和良好的團隊協作精神，有較強的溝通能力，掌握Mysql數據庫編程黃永卿，張海晶楊德杰，張龔，于姣睿，劉澍測試人員有較強學習能力，具有相關項目測試經驗張龔，于姣睿硬件資源資源名稱級別詳細配置獲取方式費用Sunspot 4臺關鍵略學院獲取MySQL關鍵略學院獲取Eclipse關鍵略學院獲取軟硬件資源合計4.3項目資金預算4.4項目進度4.5 關

8、鍵里程碑第一階段： 項目的需求評審 SunSPOT基礎知識的補充 基于SunSPOT無線傳感器于其他傳感器接口問題 項目文檔的生成 數據的分析第二階段： 系統的建模和數據評審 界面與無線傳感器的數據接口 項目小組虛擬會議會議第三階段： 系統的單元和模塊測試 系統集成測試 項目測試文檔的生成 項目總結會議5可行性分析信息是現今社會最大的財富，因特網的出現使得信息得以廣泛地傳播共享。網絡信息的傳播促進了遠程醫院的發展，經歷了從早期的簡單包過濾，到今天廣泛應用的狀態包過濾技術和應用代理。其中狀態包過濾技術因為其安全性較好，速度快，得到最廣泛的應用。下面對這一問題做進一步的闡述。5.1技術可行性分析在

9、遠程醫療系統中，圖像診斷起著非常重要的作用。文字和語言信息的傳送都不是很難，因此，如何傳送清晰、鮮明、可以診斷的各種臨床醫學圖像便是系統成敗的關鍵。而采用超高清晰圖像技術，它能提供2048像素X2048像素、24bit灰階、60Hz無間隔掃描的超高清晰圖像。同時，其DDM顯示器具有與人眼近似的色分布，在進行病理圖像診斷、內視鏡圖像診斷，以及皮膚病診斷具有好的色彩還原性。但是需要建立適合中國通信和網絡環境的超高清晰遠程醫療系統。在圖像傳送中，醫學病理及影像圖像壓縮技術至關重要?？刹捎没谛〔ゼ夹g的壓縮方法，對超大醫學圖像（24Mbytes）進行快速壓縮、解壓。用3%的壓縮率對病理圖像進行壓縮后，

10、圖像仍然保持原圖的細微結構及清晰度，從而完全能用于診斷。同時，是放射線影像時壓縮率可將到1%，因此大大降低了圖像的傳輸速度，適合本系統的運行。在通信方面，我們采用SunSPOT，即SmallProgrammableObject Technology的縮寫，是一種新型的無線傳感網絡設備，它采用了最先進的無線傳感器技術和無線通訊技術。它為全世界營造了一個能夠迎合未來小型傳感設備實踐和開發的軟件和硬件研究平臺。采用SunSPOT，我們可以很方便的搭建出復雜的無線傳感網絡。該無線傳感器網絡可以由大量相互協作的SunSPOT組成，每個SunSPOT都具有有限的感知、計算及無線通信能力。當將這些Sun S

11、POT節點以適當的方式組成網絡，并將它們的輸出有機地關聯與融合時，整個網絡可提供遠高于單個節點的強大功能。在此系統中，還需要研究SNOMED編碼中文版的應用。中文SNOMED電子3.4版，該版包括145856個詞條，是當前國際上使用最為廣泛的大規模標準化中文醫用術語數據庫。此數據庫已實驗性的用在病理信息系統中，作為醫學病理和影像分析的分類編碼標準。同時，需要研究醫學影像圖像數據庫的建立與臨床應用。實現超高清晰醫學影像平面立體圖像的采集、存儲、提取與再現。建立以DICOM3標準的典型醫學影像數據庫管理系統，并完成大量的影像數據采集。完成醫學影像圖像數據庫與醫院RIS系統的結合，集成病人的臨床信息

12、與醫學影像信息資料。實現B超影像圖像的采集、存儲、提取與再現，建立存儲DICOM3標準格式圖像以及由其轉換而來的其它格式圖像的典型B超影像數據庫，擴展B超影像數據庫的建立與臨床應用研究。提供靈活的以WEB為界面的圖像查詢與統計方法，支持臨床應用與研究。本系統使用netbean進行開發，通過使用swing或者awt開發系統的界面，使其有一個交互式的用戶界面，同時使用Socket編程等豐富的網絡編程函數實現其內部功能，而系統的數據庫則使用MySQL實現。MySQL是一款開源的數據庫，它能很好地實現基于SQL的數據庫標準的關系數據庫系統并且具有較大的查詢存儲能力和優秀的安全性措施和數據恢復措施。因此

13、從目前的技術角度來看，開發我們所描述的遠程醫療系統在技術上是可行的。5.2市場分析據衛生部新公布的數據，中國有約489的居民有病不就醫，296的患者應住院而不住院。原衛生部常務副部長高強今年1月l0日在全國衛生工作會議上說，導致“看病難”的原因之一是醫療資源總體不足，中國人口占世界的22。但醫療衛生資源僅占世界的2。而且，有限的醫療資源又分布不均衡，80在城市，20在農村。從這一數據看，就算農民有錢看病，只要病人稍多，恐怕就找不到足夠的醫院和醫生。中國目前的醫院還是公有制為主，由于體制和分配上的原因，各科室專家大都集中在大醫院里，小醫院醫療力量相對薄弱，看病住院的患者門可羅雀。由于醫療行業是高

14、信任度的行業，患者對名醫、著名的醫療機構非常信任。這些著名的醫療機構擁有的是品牌、醫療技術和科研能力，而這些醫療能力是中小醫院不能在短時間內獲得的。遠程醫療是解決我國醫療資源分配不均衡的有效途徑。網絡的發展和影像技術的發展使普及遠程醫療在基層城市醫院的應用成為可能。并且隨著我國國民對醫療消費支出的增加，更多形式的醫療服務會相繼出現。國家統計局城鎮居民家庭收支抽樣調查材料顯示：城填居民平均每人每年消費性支出中，l985年每消費l00元錢，會將248元用于醫療保??；到了2000年，這一數字變成636元，是l5年前的256倍增長速度僅次于交通通訊消費，隨著我國人口結構老齡化、收入水平提高、人們保健意

15、識增強和城鎮醫療保險制度改革,預計未來10年城鎮醫療保健支出將維持在7.5%左右,農村居民支出比重將達到6%。另據國家統計局的統計數字顯示，我國正逐步進入“老年型”社會人口老齡化進程的加快以及各種慢性病(如高血壓、心臟病、糖尿病等)在中青年人群中有蔓延的趨勢。據世界衛生組織報告，世界上每年至少有170萬人死于心血管疾病，其中有800萬人直接死于心臟病。人們健康意識和保健要求日益增強，所有這一切都正在推動醫療模式從以癥狀治療為中心向以預防為主、早診斷、早治療的模式轉變 ，這無疑加重了對現代醫院的負擔。為了減輕中心醫院的負擔，我們需要一套現代的醫療監護儀器對病人進行實時監控，實時的獲得病人自由活動下的生理數據。同時，慢性疾病的特征表現具有明顯的隨機性和偶發性，需要進行長期的藥物和心理治療，以醫院為中心的傳統醫療模式遠不能滿足這一需要，迫切需要建立一種以家庭為基礎的醫療模式.這就迫切的需要我們將很多醫療服