杜永強：各位來賓下午好！很高興大會讓我來跟大家交流關于我在物聯(lián)網(wǎng)上面所做的研究，今天給大家匯報的主題就是為智能健康醫(yī)療監(jiān)護所做的工作。匯報的主要這幾個方面一、智能網(wǎng)與智能健康監(jiān)護的關系的認識，二、智能健康監(jiān)護體系的結(jié)構(gòu)，三、人體傳感器的技術(shù)特點，四、傳感器的關鍵技術(shù)在低功耗方面所做的內(nèi)容。做物聯(lián)網(wǎng)是不知不覺當中做物聯(lián)網(wǎng)的工作，物聯(lián)網(wǎng)把新一代的信息通訊技術(shù)，充分的應用在各行各業(yè)當中，實現(xiàn)大范圍的人力物力的信息交換，使我們?nèi)藗兊墓ぷ魃钣星八从械谋憬莞惺堋ｋS著我們醫(yī)療信息化水平的不斷提高，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)健康領域也在廣泛應用，現(xiàn)在在病人的身份管理，移動遺囑，移動的藥物管理等很多方面已經(jīng)有一些系統(tǒng)在運行。

東南大學 杜永強  

      隨著亞健康、慢病監(jiān)護、遠程診療和急救需求越來越迫切，這些方面也正是我所需要感興趣的內(nèi)容，我們目標使得智能健康艱苦領域，應用我們當今最先進的一些通訊產(chǎn)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)對個人健康進行量化的一些評估診斷和監(jiān)控以及做一些鞏固治療和健康咨詢，最終希望能夠?qū)崿F(xiàn)對個人健康無處不在的健康關懷。我們把這樣的系統(tǒng)定位在移動完成健康監(jiān)控，既可以用個人的，也可以用于家庭社區(qū)以及集團的用戶，不限于哪一種應用，我們分析現(xiàn)在應用的場景蠻多的，比如說中老年人還有亞健康的人群，運動員，戶外運動者等，集團客戶有養(yǎng)老院，醫(yī)院，干休所等。

　　智能健康監(jiān)護體系架構(gòu)，考慮三個層次，1、感知層，在這個里面需要用到一系列的人體身體傳感器，這些傳感器能夠測量我用戶生理參數(shù)，比如說對心臟疾病患者非常有用的心臟參數(shù)，以及對高血壓患者非常有用的血壓參數(shù)，這些傳感器有一個共同的特點，需要可移動，便攜，低功耗，這是我們現(xiàn)有醫(yī)院診療設備有很大區(qū)別的。由于低功耗的限制，我們感知到的數(shù)據(jù)不是進入現(xiàn)有的公共網(wǎng)絡，而是這里面有一個無線網(wǎng)關節(jié)點。如果每個人的信息都進入公共網(wǎng)絡那這個傳感器的帶來的功耗就很大，所以進入終級節(jié)點，這樣的數(shù)據(jù)進入我們的網(wǎng)絡平臺，包括無線接入網(wǎng)，核心網(wǎng)，以及營運的支撐平臺，以及負責遠程的管理，安全認證以及營運涉及的計費，以及用戶管理都在這一層。營運支撐平臺實現(xiàn)對傳感器無線網(wǎng)絡節(jié)點的維護，最后就是應用層，主要有健康業(yè)務平臺，專家性以及健康信息中心這幾點，健康業(yè)務平臺可以與傳感器進行交互，并支持和外部各個系統(tǒng)的連接，比如醫(yī)院現(xiàn)有的健康業(yè)務管理平臺和專家系統(tǒng)，健康信息中心連接，以及對于遠程業(yè)務管理進行救助管理。專家系統(tǒng)對人體采集的數(shù)據(jù)進行分析，將這些結(jié)果分發(fā)到醫(yī)療服務機構(gòu)由醫(yī)護人員根據(jù)數(shù)據(jù)給出診斷性的健康、保健，提醒就醫(yī)的建議。健康信息中心就是我們把感知到的數(shù)據(jù)存儲下來，維護這些數(shù)據(jù)的安全性，以及對這些數(shù)據(jù)挖掘，支撐以后可能開展的知識性的應用。這樣一個體系結(jié)構(gòu)，這樣一個系統(tǒng)，最大的商用障礙在傳感器，其他的部分還是比較好建設的，也有一些現(xiàn)成的技術(shù)，我們的研究重點放在傳感器和無線網(wǎng)關。

　　我們傳感器跟醫(yī)院本身診療儀器不一樣，我們到醫(yī)院看病檢查，往往被迫自愿接受儀器檢查沒有選擇，我們作為健康監(jiān)護系統(tǒng)的傳感器，通常在疾病發(fā)生的期間佩戴，連續(xù)實施檢測，這樣傳感器的特點，跟醫(yī)療設備還是有很大差異的。要求它的佩戴有隱蔽性并且美觀而且要有舒適度非常重要。這個最后影響到客戶最后的可接受度，這個是我們現(xiàn)有傳感器需要重點考慮的問題。我們考慮的是傳感器應該具有移動性，這種健康傳感器就是在我們?nèi)粘Ｉ町斨?，比如就在這個會場上他有需求就佩戴這個傳感器，不影響我們?nèi)粘５纳?。傳感器也要無線應用。便攜性體積和重量也很關鍵，我們很難想象帶一個笨重的傳感器四處活動。低功耗也是按照傳感器考慮的非常重要的因素，有線容量供給怎么提供傳感器能量的時間，同時低功耗也是保證我們前面談到的舒適性，移動性，便攜性的技術(shù)保障，提高能量效率是至關重要的方面。最后要求做到低成本，這樣傳感器不能非常昂貴，這樣對它的應用非常有限，要做到量很大，能夠低成本能夠進入千家萬戶，就像我們現(xiàn)在手機這樣要人人能用得起，能夠享受到智能健康監(jiān)護帶來的便捷，我們分析到這些特性以后，我們?nèi)ゾ唧w討論一下低功耗的問題。

　　我們通常人體健康傳感器有這么幾個部分來組成，一個是維持我們傳感器正常運行的電池，無線便攜只能用電池供電，還有識取我們?nèi)梭w身上信號模擬的前端，還有我們要實現(xiàn)無線的收發(fā)器，我們低功耗目的在有限電能下盡可能延長傳感器工作時間。要維持這樣的健康傳感器至少維持24小時，這樣使它晚上24小時回家能充電更換電池。

　　我們?nèi)梭w五大生理參數(shù)的電特性。首先心電信號，能量主要在100Hz以內(nèi)，采集200Hz，信息量16位數(shù)是3200bps，血壓主要采集脈搏波，小于20Hz，采樣率50Hz，ADC位數(shù)16，數(shù)據(jù)率900bps。血氧飽和度脈搏小于4Hz，采樣率20Hz，ADC位16，數(shù)據(jù)率320bps等。用間接傳輸方式理論占功率1.3%。

　　對這些信號我們要考慮一個方案采用集成模擬前端，這樣的模擬前端再一個比較低的電壓范圍內(nèi)并且功耗是2個毫安，無線的收發(fā)器具有的功耗特性可以2伏到3.6毫安，接收3伏到24.9毫安。TX在3.0伏到34.1毫安。CPU3.0伏到2.5毫安，這樣構(gòu)成的傳感器它綜合的功耗AFE是2.1mA@3.0V，CPU考慮休眠、喚醒及20%的無線傳輸?shù)膮f(xié)議開銷，傳輸占空系數(shù)按1.6%計，TX/ RX平均電流3.41×1.6%= 0.54毫安。

　　電池供電的特性我們分析一下在充滿電的時候初使電壓達到了4.2V普通，電池。隨著逐步放電越來越低，通常到容量截止為止，通常3.5到3.6，初使放電段高的電壓4.2到3.9，占到30%，電池供電電壓平均在3.75V，不同供電電壓對我們工作效率不一樣，我們優(yōu)化供電效率可以提高我們電池供電時間。

　　增加DC- DC，使DC- DC本身效率達到92%，平均放電電壓按照3.75V，這個時候供電電壓前端降到2.7V，這個時候我們電池的電流降低了從2.1毫安降到1.64毫安，Transceiver收發(fā)器供電電壓降低到2.0V，取自己電池的電流由3.04毫安降低到1.76毫安。總電流3.4毫安。這個是我們初步的一些研究結(jié)果，這是一個佩戴在耳機上的傳感器，可以測量血氧飽和度，心率，呼吸率以及跌倒的狀況。另外一個佩戴在眼鏡恩上傳感器檢測參數(shù)跟前面類似。還有檢測新電檢測傳感器，可以檢測心電，心率和呼吸率，這就是我為大家匯報的情況，謝謝大家！