根據(jù)社區(qū)智能遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計方案策略

1 引言

人口老齡化已成為當(dāng)今世界的一個突出的社會問題。據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計，2002年，全世界的老齡人口（60歲及60歲以上）總數(shù)已達(dá)6.29億，占世界人口總數(shù)的10％，到2050年，將占總?cè)丝跀?shù)的21％。中國是世界上老年人口最多的國家，2004年底，中國60歲及以上老年人口已達(dá)1.43億，占總?cè)丝诘?0.97%。到2050年，老齡化水平將推進(jìn)到30%以上，其中，80歲及以上老年人口將占老年人口的21.78%[1]。隨著老年期的延長，因疾病、傷殘、衰老而失去生活能力的老年人顯著增加，醫(yī)療保障面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[2]。

為了緩解人口老齡化帶來的醫(yī)療壓力，使缺乏自理能力的老年人、殘疾人更好地融入家庭生活，減輕醫(yī)護(hù)人員及其家人的護(hù)理負(fù)擔(dān)，我們提出了一種基于視頻的集護(hù)理、遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)及遠(yuǎn)程診斷于一體的社區(qū)智能遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，并對視頻遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)及遠(yuǎn)程診斷工作過程中的關(guān)鍵技術(shù)視頻編碼和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行研究，從而推動社區(qū)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究進(jìn)展和推廣應(yīng)用，緩解我國越來越嚴(yán)重的人口老齡化問題。

2 基于視頻的社區(qū)智能遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

本文介紹的基于視頻的社區(qū)智能遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)以智能護(hù)理床及配套的生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀為家庭客戶端，實(shí)時檢測人體生理參數(shù)，視頻監(jiān)控被監(jiān)護(hù)對象的身體狀況，通過數(shù)據(jù)自動采集、實(shí)時分析監(jiān)護(hù)對象的健康狀況，若出現(xiàn)異常情況向醫(yī)療中心報警以獲得及時救助。系統(tǒng)能與現(xiàn)有醫(yī)院的醫(yī)療信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交互和共享，形成一個覆蓋城市區(qū)域的醫(yī)療、護(hù)理和疾病預(yù)控網(wǎng)絡(luò)。另外，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)生和被監(jiān)護(hù)對象之間的遠(yuǎn)程視頻會話，讓患者在自己熟悉的家庭環(huán)境中進(jìn)行得以診治，這不但減少了患者的心理壓力，提高了診斷的準(zhǔn)確性，還有利于病情的恢復(fù)，同時，減輕了患者因長期住院所帶來的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。除了老年人，系統(tǒng)的主要監(jiān)護(hù)對象還可以是殘疾人、術(shù)后恢復(fù)病人以及高發(fā)病人群等。

2.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

如圖1所示，社區(qū)智能遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要由家庭客戶端和社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心組成。家庭客戶端與社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心通過網(wǎng)絡(luò)連接。

圖1 基于視頻的社區(qū)智能遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

家庭客戶端硬件設(shè)備由智能護(hù)理床、生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀、一臺個人微機(jī)、一個可變焦攝像頭、一個可控萬向云臺、一個視頻采集卡以及網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備組成。社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心硬件設(shè)備主要由監(jiān)護(hù)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備組成。

2.2 系統(tǒng)的功能

該遠(yuǎn)程智能健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要包括對監(jiān)護(hù)對象的監(jiān)護(hù)、護(hù)理及遠(yuǎn)程診斷三方面的功能。

（1）監(jiān)護(hù)功能：生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀長期連續(xù)地檢測出監(jiān)護(hù)對象的各項(xiàng)生理參數(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心服務(wù)器，遠(yuǎn)程中心服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理和分析，識別出疾病的早期信號、異常情況和監(jiān)護(hù)對象健康狀況的變化。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對心電、血壓、血氧、脈搏、呼吸、體溫六項(xiàng)生理參數(shù)的監(jiān)測。通過視頻，社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心可以實(shí)時觀察監(jiān)護(hù)對象的身體狀況和精神狀態(tài)。

（2）護(hù)理功能：家庭客戶端所使用的智能護(hù)理床是華南理工大學(xué)機(jī)器人研究室研制的集監(jiān)測和護(hù)理于一體的智能護(hù)理床。可以根據(jù)鍵控或聲控指令，完成幫助監(jiān)護(hù)對象完成平躺、抬背、升降腿部、坐、翻身、排便等不同的體位變換，協(xié)助完成對監(jiān)護(hù)對象的部分護(hù)理工作。

（3）遠(yuǎn)程診斷：系統(tǒng)采用了視頻監(jiān)護(hù)技術(shù)，在監(jiān)護(hù)對象準(zhǔn)許的情況下，對監(jiān)護(hù)對象的身體狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程觀察，實(shí)時了解監(jiān)護(hù)對象的身體狀況，并結(jié)合其他生理參數(shù)數(shù)據(jù)，做出遠(yuǎn)程診斷。診斷過程中，醫(yī)生和病人可以進(jìn)行遠(yuǎn)程交互對話，大大提高了診斷效率和準(zhǔn)確率。為了保護(hù)個人隱私權(quán)，家庭客戶端可以控制視頻監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的開關(guān)。

3 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)護(hù)的工作流程如圖2所示，首先由客戶端攝像頭來獲取視頻信號，然后對獲取的視頻信號進(jìn)行有效的視頻編碼，編碼后的視頻通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心服務(wù)器，中心服務(wù)器收到視頻數(shù)據(jù)后進(jìn)行解碼，然后進(jìn)行視頻顯示。此工作過程中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括視頻編碼和視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸。視頻技術(shù)應(yīng)用于社區(qū)智能遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)中，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)生和病人之間的遠(yuǎn)程交互診斷，通過視頻圖像的傳輸，醫(yī)生可以實(shí)時了解患者的病情狀況和精神狀態(tài)。但同時視頻圖像信息也給網(wǎng)絡(luò)帶來了大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，為保證系統(tǒng)監(jiān)護(hù)的實(shí)時性，減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，本文采用最新數(shù)字視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC對視頻圖像進(jìn)行編碼，然后通過VC++編程實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)服務(wù)器與家庭客戶端視頻數(shù)據(jù)的傳輸，接受方對壓縮的視頻圖像進(jìn)行解碼，然后在給定窗口上重現(xiàn)視頻圖像，從而實(shí)現(xiàn)社區(qū)智能遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中視頻信息的實(shí)時傳輸。

圖2 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)護(hù)工作流程