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蓝牙技能在现代医疗电子设备中的使用

0 引言 蓝牙(bluetooth)技术是一种个人无线网络的通信协议,它起源于是1998年由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚、东芝等5家公司联合推出的一项先进的近距

0 导言

蓝牙(bluetooth)技能是一种个人无线网络的通讯协议,它来源所以1998年由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚、东芝等5家公司联合推出的一项先进的近间隔无线通讯技能。

1998年2月,以爱立信为首,联合东芝、IBM、Intel和诺基亚成立了特别兴趣小组(SpecialInterest Group),一起发布了蓝牙无线电接入技能,即在全球规模内树立和运用通用、先进的无线接口技能规范。到现在为止稀有千家的企业参加支撑和开发蓝牙技能及其相关产品。

蓝牙技能的最终目标便是要树立一种全球一致的无线衔接规范,使不同厂家出产的各种移动、便携设备和固定终端,在近间隔内用无线电主动衔接,完成互操作与材料同享。

蓝牙系一致般由天线单元、链路操控(固件)单元、链路管理(软件)单元和蓝牙软件(协议栈)单元四个功用单元组成,如图1所示。

蓝牙技能以其共同、有用的魅力,从开端诞生就招引了许多的重视,它经过一个9mm*9mm的微芯片和蓝牙无线收发器嵌入各种便携式设备,传输间隔为10米,代替所稀有字设备上的有线接口。例如计算机、主机、键盘、打印机和显示器之间经过蓝牙技能的衔接,能够省去缤纷的衔接线;手机运用蓝牙技能,能够使手机和耳机别离,便利开车和商务活动。由此可见蓝牙技能能够跟着人们的需求不断在扩展运用规模,日益进入了各行各业之中,同样在医疗设备中也在逐步引入该技能。

跟着现代社会不断开展,现代医疗作业也获得蓬勃开展。医院病房监护体系和医疗会诊体系的出现为现代医疗作业的开展做出突出贡献。但其最大的坏处便是患者身上的线缆,不光给患者的举动带来很大的不方便,而且在患者需求大面积活动时不得不中止对患者病况的监控或需求人力监控。

一、蓝牙技能在现代医疗电子设备中的运用

1.蓝牙开始考虑的大都运用都是用于代替有线衔接。医疗设备在医院每台设备根本都是独立的体系,因而各种设备,都配有自己的计算机体系和打印机等外设体系,都是数据线独立衔接,因而,读取机器状况、重新装备设备、传感器数据、患者材料、患者监护、安全拜访数据、财物追寻等为了安全性考虑,都是独立的体系,最常见的现象如手术室,放射科室,能够看见到处是电缆线衔接,交织地散在地上,一旦出了仪器毛病,要花费医师很大的功夫顺着电线查看每个接口是否衔接好,收拾线就很费事,这样糟蹋许多时刻,时刻对抢救患者而言语是非常宝贵的。在有蓝牙技能联接后的各个设备,就处理了医疗设备运用者的费事。

2.有些医疗仪器,如脑电图、心电图等电生理仪器,是从患者的体表承受电电信号,将生物电信号,经过电缆传输到医疗设备中,进行剖析。其间,因为电缆的衔接,约束了患者的方位和运动,只能在卧位承受体检,所以不能了解到在其他体位,乃至是运动状况下患者在必定规模活动的生物电信号的状况。

3.有些医疗的禁区,如层流病房、手术室、放射摄片室、放疗室、抢救室等,不是合适一切医务人员的进出,有必要要有严厉的阻隔准则,蓝牙在这些当地就能发挥很到的效果,医师能够使有些查看和医治无线遥控进行,减少了作业人员直接进出的机率,一起不阻止医师的医治和会诊的作业。

蓝牙体系在医疗范畴运用的首要形式图如图2所示:

二、蓝牙在电子医疗设备中的完成条件

1.多机通讯中有必要确保主机与所挑选的从机进行牢靠的通讯,而且通讯接口有必要具有较强的辨认才干,关于蓝牙多机通讯更简单遭到搅扰,因而除了要求外界的搅扰尽或许少外,还需求有比较牢靠的通讯协议。

2.蓝牙协议的组成:蓝牙协议作为开放性的近间隔高速通讯规范,首要包含以下4个方面内容:蓝牙中心协议议(BB、LMP、L2CAP、SDP)、电缆代替协议(RFCOMM)、电话操控协议(TSC Binary、AT命令集)以及选用协议(PPP、TCP/IP、DUP/IP、OBEX、WAP、……)。依据详细的运用,蓝牙协议能够进行灵敏的装备,并鼓舞尽或许运用各种高层协议,确保现有网络技能与蓝牙技能的交融。因而除了蓝牙中心协议是必需的,其他三方面协议依据运用的详细需求而定。

3.生理电信号传输的要求和完成:生理电信号是由生物体在生命活动中由机体、安排、器官、细胞等各级体系发生的特定表征转化成的电信号,反映特定的生命活动细节。这儿首要指的是针对一维生理电信的蓝牙数据传输,如:心音、心电、脑电、肌电、胃电,以及转为电信号的血压、脉息、呼吸等生理参数。

依照信号的频率围能够分红三类:

(1)低频信号,即最高频率小250Hz,以心电为代表;

(2)中高频信号,首要是心音;

(3)宽带高频信号,指肌电。

因为蓝牙在ACL数据分组共有7种,其间合适生理信号的带有2种校验机制的是DMI、DM3、DM5分组,在8位或12位采样体系中,心电等低频信号应选用DM1据分组,心音信号应选用DM3数据分组,肌电信号应采DM5数据分组。

三、蓝牙在医疗电子设备中的完成目标

1.按捺无线电电磁搅扰:蓝牙作业在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s.跳频技能是把频带分红若干个跳频信道(Hop channel),在一次衔接中,无线电收发器按必定的码序列(伪随机码)不断地从一个信道到另一个通讯信道,蓝牙体系内地收发两边是按这个规则进行通讯地,而其他无线电设备不或许按同样地规则进行作业。所以从很大程度上遏止了无线电。

2.树立“个人微型网”(Personal areanet):蓝牙选用了扩频技能,使整个蓝牙频段内噪声影响变得最低。与其他作业在相同频段地体系比较,蓝牙调频更快,蓝牙设备与其他无线通讯设备比较是低功耗地,蓝牙技能地无线电收发器地链接间隔可达10米,运用高增益天线能够将有用通讯规模扩展到100米。不约束在直线规模内,乃至设备不在同一个房间内也能彼此链接,而且能够链接多个设备,活动最多可达7个,在线设备可达200个,这样就能够把用户身边地设备都链接起来,构成一个“个人微型网”.

3.不使生物电信号受影响:蓝牙技能具有传输信号安稳、不易受搅扰和不受物体阻止等长处,一般状况下经过蓝牙技能,能有用代替传统病房监护体系中患者身上的医疗传感器与剖析仪、PDA和电脑等剖析设备之间的线缆。

对人体生命参数的无线实时监控是广阔医患的一起愿望,但根据传统电子技能完成起来有无法防止的缺陷。蓝牙不只能够代替个人电脑周边的数据线缆,也能够满意监护病区中的患者周边无线化的需求。经过病区蓝牙网关,能够完成蓝牙监护网与有线局域网的无缝衔接,然后结合多种不同网络的长处,带给患者简练舒适的环境。

四、蓝牙的运用安全性问题

任何医疗设备的运用,首先要确保对人的肯定安全性,才有或许投入临床运用,才干被被医患两边承受运用。安全性包含信息安全和生态安全。

1.信息安全

有试验证明,微波炉的运用,会使数据传送的速度减慢300k/s,除此之外,扩频设备、跳频设备、无线LAN等均会使数据传送速度减慢。可是世界SIG在各种环境中做过试验,低功率蓝牙产品对其他同类产品搅扰微乎其微,相反,其他产品对蓝牙的搅扰可经过软件或硬件办法处理。所以信息安全问题更多地是在软件协议栈中加以着重,由软件工程师去首要处理。

2.生态安全

生态安全问题是指当蓝牙设备接近人体时是否带来危,首要是否有电离辐射等,这是运用的医患两边都非常灵敏的问题。由世界卫生安排、IEEE等专家组成的小组表明,检测中并未发现蓝牙产品的辐射对人体有影响。蓝牙的问题首要是因为蓝牙运用和微波炉相同的频率规模,是否会带来不良的结果现在尽管尚无结论,可是一些安排剖析以为蓝牙输出功率很小,只要1mW,是微波炉运用功率的百万分之一,也仅是移动电话的辐射的几分之一,而在这些输出中只是只要一小部分被物体吸收,根本检测不到部分有温度添加。因为蓝牙抱负的衔接规模为5厘米~5米,可是能够经过增大发送电平能够将间隔延伸至100米,因而能够依据需求进一步减小蓝牙输出功率,缩短其衔接规模,这样就更为安全了。

长时间来看,蓝牙代替现有有线体系的时机不断添加,短期内开展速度将会比较快。经过无线衔接来添加产能速度尽管较慢,但长时间潜力较大,有很好的开展前景。

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