【】5G移动医疗监护系统的设计( 二 )
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图1 系统整体框架
1.2 多参数监护仪现阶段 ， 联网生理参数监护仪在紧急救护、家庭使用、基层防疫、智慧养老、企业健康管理等场景都有广泛应用 。设备可提供实时、快捷、低成本的基础健康数据检测收集 ， 帮助用户建立个人健康管理档案 ， 并利用长期监护数据生成健康报告 。一般地 ， 移动医疗监护系统中使用的生理参数监护仪至少应可准确测量血氧饱和度、心电、体温、血糖、脉率和血压等参数 ， 提供标准的医疗数据格式输出 ， 并且具备可扩展蜂窝/无线通信模块的接口 。本系统设计需要满足在室内和移动状态下的生命体征数据采集 ， 宜采用包括通用多参数监护仪或具备低功耗特性的无线可穿戴式监护仪等 。生理参数监护仪通过外部接口与RG500Q 5G模块、BC28窄带物联网（Narrow Band Internet of Things ， NB-IoT）模块和ESP8266-12F无线局域网（Wireless-Fidelity ， Wi-Fi）模块连接 ， 传输控制命令和生理参数数据 ， 实现对各参数的监控和预警 。设计使用的多生理参数监护仪 ， 产品形态和技术规格满足医疗使用即可 ， 通过数据接口实现参数读取和远程上报 ， 具体地可与医疗机器人、智能检测闸机、无人医疗检测舱等配合安装 ， 组成智能监护系统 。例如 ， 在本次新冠病毒肺炎疫情爆发后 ， 多地使用5G红外测温机器人实现一次性多人体温快筛和上报 ， 使用医护助理机器人实现消毒、送药、生理参数检查等工作 ， 使用图像识别监控进入公共场所人员戴口罩情况 ， 使用无人机高空监测和播报提醒等 ， 充分利用信息技术手段实现不接触排查防控 ， 减少人员交叉感染 ， 提升病区隔离管控水平 。1.3 数据通信模块相较于第四代长期演进网络（Long Term Evolution ， LTE）模组 ， 5G NR模组在性能、频谱效率和通信时延上都有很大改进 。使用高通X55 5G调制解调器的RG500Q模组为栅格阵列封装 ， 支持5G NR sub-6GHz频段 ， LTE Cat.12及更高等级的LTE网络连接 ， 能够支持5G NR独立和非独立组网两种运行模式 ， 并内置全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System ， GNSS）定位功能和嵌入式SIM卡（Embedded-SIM ， eSIM） ， 适用区域和范围都极广 。BC28 NB-IoT无线通信模块是一款通过运营商入库认证的封装尺寸小、通信性能高、运行功耗低的物联网模组 ， 在频段上可以支持B1/B3/B8/B5/B20/B28 ， 且内嵌网络服务协议栈 ， 方便普通设备快速、灵活地升级物联网功能 。在无人抄表、智慧医疗、共享单车、无线城市、环境监测等领域已经有广泛应用 ， 可以方便地提供大范围、多设备、低时延的连接和数据传输服务 。ESP8266-12F Wi-Fi模块是一款成熟的低成本、低功耗、高稳定性嵌入式串口转无线网模块 ， 内置传输控制协议/网际协议 ， 可以方便地实现设备的物联网改造 。模块支持802.11 b/g/n/ac协议 ， 可以通过代码设置为Station工作模式、Access Point接入点模式或者混合模式 。
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图2 数据通信模块工作模式
通过改造的生理参数监护仪可以将数据以特定的格式借助蜂窝或者无线局域网的通道传送至医疗中心的服务器 ， 形成的检测结果可实时分发给医生、病人以及家属 。5G网络的高速率、低延迟和大连接特点 ， 能满足监护系统中生理参数的即时通信 ， 并且在快速移动的场景下也能提供稳健的数据连接 。1.4 监护平台部署监护平台是整个移动医疗监护系统的神经中枢 ， 负责从海量监护仪器毛细网络中采集到大数据 ， 统一分析管理、执行算法、实时监管和并发处理 。智能物联网改造后的多生理参数监护仪等设备内嵌了包含5G NR、NB-IoT和Wi-Fi等多个通信模组 ， 可以满足不同场景下的稳定使用 ， 监测到的数据实时上传到医疗中心服务平台 。监测数据和控制信息借助运营商网络进行传输 ， 其中分组传送网（Packet Transport Network ， PTN）经路由接入虚拟核心网数据中心（Internet Data Center ， IDC）机房 。监护仪器、医疗中心和其他联网设备分布于远程医疗应用目标区域 ， 医疗中心服务平台的蜂窝网络拓扑如图3所示 。
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