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可穿戴设备在医疗领域中的应用发展
可穿戴设备是医疗领域用于实施监测患者健康状况的一项重要措施,在健康监护、安全监测、家庭康复、疗效评测、疾病早期发现等领域有着重要的作用.可穿戴设备由传感单元、通信单元和处理单元3个单元组成微电子学、材料科学及无线通信技术的快速发展,使得可穿戴设备得到了广泛的运用 本文主要从健康监护、安全监测、家庭康复、疗效评价、疾病早期发现几个方面对可穿戴设备在医疗领域中的应用发展现状进行了总结,并提出了其在传感器敏感性、电池容量、数据采集处理效率、数据传输可信度、兼容性、带宽等方面存在的问题,对未来的发展进行了总结展望.
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依托无线物联网技术的实时医疗健康监测系统
以国家自然科学基金项目“基于物联网技术的呼吸、脉搏异变及跌落的实时监测与报警的关键技术研究”为背景，提出基于无线传感器网络支持WiFi/3G/LTE协议标准中继传感节点构建的一个无处不在的实时医疗健康监测系统。在项目研究中，可穿戴式医疗传感设备是用来测量人类生命体征(如温度、血压、跌倒监测等)，设备中内置的无线通信模块通过公用无线通信网络定时传输到实时医疗监测及分析系统。本文研究的架构是借助无线通信网络技术和优势，采用无线中继低功耗技术，自动计算短路径进行测量数据传输，提高传输效率，降低功耗影响。
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基于随机投影的快速稀疏表示人体动作识别方法
为有效解决体域网人体行为动作远程识别系统低功耗和快速准确识别的问题,提出一种基于随机投影的快速稀疏表示人体行为动作识别的方法.该方法基于压缩感知随机投影方式压缩数据,获取待测试样本邻近类中较少近邻训练样本,构建测试样本稀疏表示时的训练样本集,以期达到优线性重构测试样本;在降低传感器装置功耗和稀疏表示识别算法计算复杂度基础上,捕捉人体行为动作本质特征信息,提高多类别动作识别率.采用国际公开可穿戴传感器动作识别数据库WARD多类别动作数据,验证所提算法的有效性.实验结果表明,当数据压缩率为50％,所提算法能够获得高平均识别率(92.78％),比传统稀疏表示分类算法获得的动作识别率提高近5％,并显著降低其相应的运行时间,能准确稀疏表示多类别人体行为动作信号,有效降低稀疏表示分类算法的计算法复杂度和运行时间,明显提高多类别动作识别率,为构建快速稀疏表示动作识别提供一个新的思路和方法.
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一种用于鉴别体域网动作模式的近邻快速鲁棒协作表示分类算法
提出一种近邻快速鲁棒协作表示体域网动作模式分类算法,旨在基于体域网多传感动作模式数据结构内在相似性,利用近邻原则,寻找与测试动作样本密切相关的少量近邻类别和近邻训练样本,重新构造训练样本集,然后基于新训练样本集构建快速鲁棒协作表示动作分类模型,通过扩展拉格朗日乘数算法求解待定测试样本协作表示系数和表示残差,定义判定测试样本所属类别规则,有效提高分类性能.采用公开的美国加州伯克利大学多传感动作模式数据库验证所提算法有效性.结果表明,所提算法能够从体域网多传感数据中获得更多与动作模式密切相关的协调性和相关性,动作模式识别率提高2％,运行时间仅需6.5s,分类性能明显优于稀疏表示动作模式分类性能,有望为临床鉴别人体动作模式提供一个新的技术解决方案.
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基于体域网的动态呼吸监测系统设计
为了实现日常生活的动态呼吸监测,本研究设计了一种电子健康腰带.利用“体域网”的穿戴式人体生理参数动态监测技术和呼吸感应体积描记术(RIP),将电感传感器嵌入织物中,设计了动态呼吸监测穿戴式微系统.对22位被测试者进行了不同日常生活活动(坐-走-跑-恢复)和连续6h的睡眠呼吸监测实验.结果表明:在不同日常生活中,呼吸率的平均测量精度约为95％.所设计的基于体域网和RIP技术的呼吸波监测腰带,可用于日常生活和睡眠呼吸监测.
关键词： 电子健康呼吸腰带 呼吸感应体积描记技术 体域网 日常生活 -
用于低功耗的体域网加速度数据压缩感知设计
为有效降低体域网加速度数据远程获取系统功耗,提出一种用于低功耗的体域网加速度数据压缩感知处理框架.首先基于优化的稀疏二进制测量矩阵,线性投影压缩体域网传感节点的加速度数据,降低相应节点压缩算法的复杂性和数据传输量;在此基础上,基于块稀疏贝叶斯学习模型,构建非稀疏加速度数据压缩感知重构算法,实现低功耗远程获取加速度数据.实验采用USC-HAD数据库的加速度数据,评估所提方法的有效性.结果表明,当优化稀疏二进制测量矩阵中每列非零元素个数为6、压缩率为50％时,能够获得与传统优化高斯随机矩阵、伯努利随机矩阵相同的压缩重构误差(约0.004 5);与一些传统的压缩感知重构算法相比,所提出的重构算法提高信噪比约17 dB,显著改善重构性能,可有效实现低功耗远程获取加速度数据.该方法有助于传感节点硬件简化设计,改善加速度数据重构性能,为构建低功耗体域网人体活动远程监测系统提供新的思路和方法.
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体域网无线通信技术的研究进展
介绍了国内外目前应用较多的无线通信技术的相关研究及具体应用,总结了其发展趋势、优势以及存在的问题.蓝牙、Wi-Fi、ZigBee是为常用的3种通信技术,但在安全性、功耗及通信质量上仍有待加强.随着人口老龄化、心血管疾病频发、医疗资源紧缺等问题的日益严重,基于传感器和无线通信技术的体域网将在个人健康监测中发挥更大的作用.
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物联网技术在医院管理中的应用
目的:探讨物联网技术在医院管理中的应用现状与发展前景.方法:从医院智能呼叫系统、医疗设备监控、智能仓库、无线体域网4个方面分析物联网技术在医院管理应用上的特点与优势,提出物联网技术在医疗发展上所遇到的问题.结果:物联网技术的应用提高了医院运行效率,降低了人力物力资本.结论:物联网技术在医院人员、物资的管理以及医疗技术的发展中有着很大的应用潜力,必定在未来的医疗技术中发挥重要作用.
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基于体域网的家庭健康监护及远程急诊分诊模式
随着社会急诊医疗需求的快速增长,大量患者涌入医院,造成急诊室过度拥挤、医疗服务质量下降、医疗费用升高和住院时间延长等问题.基于体域网技术的家庭健康监护及远程急诊分诊模式,通过加强对特殊人群的健康监护,起到疾病早期积极干预的作用,将急诊患者的分诊平台延伸到院前阶段,有效分流急诊患者到各级医疗机构,缓解急诊室过度拥挤,提高优质急诊医疗资源的利用效率.
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辅以功能电刺激的实时步态训练与反馈分析系统
该文研究设计了同步实现足下垂患者步态训练和康复评估的综合系统，以解决目前存在的足下垂治疗与步态分析分离的不足。系统采用多传感器采集各运动部位的参数，并设计了多重模式的功能性电刺激装置，引入了体域网技术协调传感器和刺激器的数据通讯及控制，同步实现步态实时分析与足下垂治疗。体域网应用了蓝牙4.0技术以降低系统功耗。系统实现了治疗与评估的同步，能够实时采集并分析训练时踝、膝、髋等部位运动参数，并同时对患病部位进行功能性电刺激治疗。
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医疗体域网研究进展
体域网的研究现状与关键技术,从体域网传输信道建模,传输技术与多址接入等多个关键技术出发,介绍了国内外体域网研究中面临的技术难点与当前研究热点,并指出下一步新技术研究方向与可行性.
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基于体域网的远程家庭医疗健康监护平台的构建与应用
远程家庭保健服务是近年来远程医疗的一个重要研究领域,发展数字化医疗技术,尤其是远程医疗和体域网技术,越来越被证明是大幅降低医疗和就医成本、改变医疗资源分布以及提高医疗整体水平的重要手段.构建基于体域网的远程家庭医疗健康监护平台,集数据收集、传输、分析和决策支持于一体,不仅能提供家庭病房患者实时监测,并具有危险预警及定位功能,在发生意外时实施紧急救助,从而为国人提供“适时”、“适地”、“无边界”的远程数字健康服务,提高全民医疗健康水平和生活质量.
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体域网传感器节点和无线通信技术研究进展
随着无线通信技术、植入式生物传感器技术和嵌入式系统技术的发展,作为无线传感器网络的分支和物联网的重要组成部分,体域网(BSN)受到研究人员和企业的极大关注.给出了BSN的基本概念和研究状况分析,并阐述了BSN中的传感器节点、无线通信技术两个方面的技术挑战、新进展和发展趋势,介绍了国内外的相关研究项目及具体应用.
