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基于嵌入式技术的移动医疗系统终端设计与研究

作　者: 苏秋玲
导　师: 李伟鹏
学　校: 南方医科大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 移动医疗嵌入式技术 Labview数据采集 ARM-Linux+QT QT编程
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

远程医疗提高了边远地区诊断与医疗水平,缩减了医疗费用,提升了医学资源共享水平,实现了远程会诊、远程治疗、远程手术、远程咨询、远程监护和检测,为现代医学的应用提供了一个广阔的发展空间。随着医疗仪器微型化、网络化和智能化的发展需求,远程医疗成就了诸多项目研究方向。移动医疗作为穿戴式医疗仪器的发展趋势,是近年来远程医疗研究的热点,也是远程医疗中相对薄弱的环节,为紧急救护、远程会诊及实时监护提供了又一种手段。移动医疗与传统的远程医疗相比,并不只是简单的网络模式区别,它的应用将使医院的业务流程发生根本性改变,从加强医疗卫生、提高医疗质量、改善医疗服务等方面考虑是十分必要和可行的。移动市场包括各种各样的移动通信和便携式计算设备,每个产品必须平衡性能和功耗成本。而嵌入式微处理器具有低功耗、片上资源丰富、应用广泛和性价比高等特点使其成为移动设备低功耗解决方案一种确确实实存在的标准。对于现今医疗仪器越来越高速数据采集、分析和处理能力,越来越全面的护理与治疗能力及足够低的功耗等要求,传统8/16位单片机作为核心控制具有一定的局限性。采用嵌入式与移动通信技术结合的移动医疗解决方案作为继HIS(医院信息系统)与CIS(临床信息系统)之后医疗信息化产业的又一个建设高潮。而移动通信技术及嵌入式技术的突破性进展也刺激了移动医疗示范性项目的开展。为此,本文进行了移动医疗和嵌入式技术在医疗仪器的应用研究现状的调查,再探查基于嵌入式技术的移动医疗系统实现的可能性,最后以嵌入式技术为核心,研究设计移动医疗系统的整体架构,并重点研究可移动终端上生理信号获取、平台的构建及信号压缩和无线传输等功能的实现。系统硬件方面以ARM9 S3C2410处理器为核心,DAQ数据采集卡结合Labview设计信号发生器,通过开发板上构建的嵌入式系统Linux系统加载AD转换驱动由AIN0进行数据采集,最后经GPRS网络实现数据无线传输；软件方面,由vivi Bootloader引导程序、Linux2.6.24内核和各设备驱动程序及带QT支持的文件系统构成ARM-Linux+QT的基本嵌入式运行环境,再进行数据压缩编码,并基于C/S(客户端/服务器端)结构QT编程实现应用软件程序。设计的基于嵌入式技术的移动医疗系统终端具有微型化、智能化、网络化等特点,其上实现了心电信号实时采集、数据压缩存储,通过GPRS网络实现心电数据无线传输,将其发送到医生和监控中心,能加快医生的诊断速度与准确率；在客户端病人可通过移动通信如短信或者电话的形式与医生进行交流,提高病患的治疗自主性；监控中心的服务器端接收病人生理参数信息；医生也可及时的通过短信或者电话的形式给予医嘱、分派急救等处理。移动医疗的嵌入式解决方案将提高医疗质量-大大改善医院业务流程、医疗服务水平,降低整体医疗成本-具有广阔的市场前景。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章概述  11-14
  1.1 课题研究背景  11-12
  1.2 课题研究内容  12-13
  1.3 课题研究的意义  13-14
第二章移动医疗现状及研究启示  14-20
  2.1 移动医疗国内外研究现状  14-17
  2.2 移动医疗嵌入式解决方案可行性  17-18
  2.3 研究启示  18-20
第三章系统整体架构设计  20-23
  3.1 嵌入式ARM平台  20-21
  3.2 GPRS模块  21
  3.3 监护中心  21-22
  3.4 移动医疗终端应用信息流程  22-23
第四章系统移动终端软件平台构建  23-52
  4.1 建立交叉编译环境  24
  4.2 引导加载程序移植  24-29
    4.2.1 VIVI实现LINUX启动  25-27
    4.2.2 VIVI的配置移植  27-29
    4.2.3 VIVI下载到开发板  29
  4.3 LINUX内核移植  29-33
  4.4 文件系统构建  33-40
    4.4.1 文件系统结构  33-35
    4.4.2 YAFFS文件系统创建  35-40
  4.5 驱动程序  40-52
    4.5.1 LINUX设备驱动原理  40-41
    4.5.2 LINUX设备驱动开发流程  41-43
    4.5.3 系统所需设备驱动开发  43-52
第五章系统信号获取  52-61
  5.1 实现方案  52-53
  5.2 具体实现  53-61
    5.2.1 数据文件处理  54
    5.2.2 前面板设计  54-55
    5.2.3 框图程序  55-61
第六章数据压缩  61-64
  6.1 压缩方法研究  61-62
  6.2 系统采用的压缩方法  62-64
第七章数据无线传输  64-66
  7.1 GPRS模块工作原理  64
  7.2 GPRS网络连接建立  64-66
第八章系统应用程序开发  66-75
  8.1 嵌入式图形界面  66
  8.2 QT/EMBEDDED支持  66-69
    8.2.1 QT依赖库文件编译获取  67
    8.2.2 QT2编译配置  67-68
    8.2.3 QT随机启动支持  68-69
  8.3 应用程序实现  69-75
    8.3.1 信号采集、显示和存储  71
    8.3.2 数据压缩  71-72
    8.3.3 数据无线传输  72-73
    8.3.4 应用程序移植  73
    8.3.5 运行测试  73-75
第九章总结与展望  75-77
  9.1 总结  75
  9.2 展望  75-77
参考文献  77-83
攻读学位期间成果  83-84
附录  84-91
致谢  91-93
统计合格证明  93

基于嵌入式技术的移动医疗系统终端设计与研究

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