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[專題報導] ZigBee於遠距醫療與健康照護的應用
2010/08/27 09:34:53瀏覽4023|回應0|推薦0

圖1 遠端醫療系統詳細運作資訊流程示意圖(資料來源:(關恕, et al., 2009))

說到ZigBee,通常會想到將之應用於家庭自動化,如家電控制、遙控器的用途之類。其實,ZigBee的應用已經逐漸拓展到生活中的其他領域,如遠距醫療、健康照護等。接下來的內容就來探討ZigBee於遠距醫療與健康照護的應用。

高齡化社會的來臨,遠距醫療越來越重要

您是否注意過您身邊週遭的需要照顧的長輩變多了?事實上台灣已經逐漸步入高齡社會,慢性病患與高齡患者不斷增加,加上台灣的生育率屢創新低,意味著未來的高齡病患可能會缺乏家人或是護理人員的親身照顧,如何透過智慧生活科技,做好遠距醫療、以及高齡長者與慢性病患的居家照護,已經不容忽視。

根據2007年Forest & Sullivan的資料顯示,由於慢性病患的增加,使得應用無線通訊技術之於如慢性阻塞性肺病(COPD)、氣喘等之後續追蹤治療,以及提供定點照護的醫師獲得病患資訊,以進行診斷、診療處方、電子病歷等,有日益增加之趨勢(王榛驛, 2010)。對此,經濟部工業局也成立了「智慧型醫療電子產業技術推廣與輔導計畫」,委由工研院產業經濟與趨勢研究中心執行,並發布了無線通訊技術於醫電應用概況的評析報告("最新消息_工業局「智慧型醫療電子產業技術推廣與輔導計畫」評析報告線上發佈 ", 2010)。

ZigBee提供遠距醫療良好的解決方案

在遠距醫療的技術上,應用了許多ZigBee的技術,如台大等學校研發出的「即時遠距醫療全方位診斷系統」(關恕, et al., 2009),係由台大醫院遠距會診系統及台大生物醫學微機電系統研究群合作的研發成果。

該系統以台大醫院和台北縣金山鄉衛生所建置之遠距會診系統做為示範實例,假設病人遭遇突發性心肌梗塞的狀況(註:心臟疾病為98年國人十大死因第二名,僅次於惡性腫瘤(癌症)),在病人身上設置感測裝置,就可以偵測病人身上的生理訊號,包括體溫、收縮壓、舒張壓、EKG(心電圖)、脈博、心跳、心音等體外資訊及CKMB、MYO、TNI、BNP、DDIM等血液資訊,接著將這些資訊透過ZigBee形成的WSN(Wireless Sensor Network)傳輸資料,再透過網際網路傳回遠端的控制中心(醫院),供醫生作為診斷時的參考(如圖1所示)。稍早,台灣也有其他學者提出相同的構想(邱弘緯 & 林昆鴻, 2007)。 

在健康照護的部份,交通大學智慧生活科技區域中部整合中心也研發了ZigBee離床感知系統,當家庭中的老人在半夜中起床的時候,經由ZigBee sensor的感測可立即觸動檯燈的開關,讓老人家的活動更為安全。未來此技術可延伸應用於燈控及諸多節能設備的應用上,將所有不同的設備整合成一個居家照護系統。

國外ZigBee應用現況

根據ZigBee Alliance出版的”Wireless Sensor Applications for Health, Wellness and Fitness”文件(2009)指出,國外使用ZigBee技術於健康照護領域,多是應用在「監測(Monitoring)」方面,並分為三大用途,包括一、慢性病監測;二、個人健康監測;三、個人健身監測。以下將根據該手冊的摘要內容分述此三大用途。

一、慢性病監測(Chronic Disease Monitoring)

慢性病的種類很多,包括心臟病、糖尿病、氣喘、睡眠障礙等,這些慢性病都需要進行某種程度的監測,尤其是在這些疾病的末期。慢性病的監測依據慢性病階段的不同,又可以分成三種監測的類型:

(一)偶發性病人監測:對於並非處在發病期的病人,ZigBee可定期追蹤病人的特定指標,以了解病人的病況或是康復的情況。例如糖尿病病人一天僅需測量數次的血糖值,也不需要立刻將病人的血糖值傳輸至遠端的伺服器,因此可以先將病人血糖值暫存於病人身上的監測裝置,過一段時間再透過ZigBee傳輸資料即可。

(二)連續性病人監測:對於需要持續監視的重症病患,ZigBee也可以持續傳輸病人的生理資訊。例如心律不整的病人,會突然出現疲勞、昏厥、頭暈的情況,但是這些症狀又非常短暫,病人難以描述,即使特地到醫院檢查,也很難立刻探測到心律不整,這時就可以讓病人穿戴可以監測EKG 值的裝置,進行長時間持續性的監測,直到偵測到病人不正常的心跳為止。

(三)病人警示監測:當病人處於特殊情況時(如:身上某些生理指標超出正常範圍),監測裝置可以透過ZigBee觸發警示。如前述的糖尿病人,當血糖值超標時,警示訊號就會立刻傳給病人與醫師,同時監測裝置也會增加測量的頻率。

二、個人健康監測(Personal Wellness Monitoring)

此類型的監測適用於65歲以上的老人(一般民眾亦可),可用來監測老人們的日常活動與安全狀況。圖3顯示出在老人安養中心的情境中,許多裝置皆可透過ZigBee傳輸老人的健康狀況與即時資訊,包括血壓計、體重計、手機、煙霧訊號偵測、定位手環、緊急按鈕、跌倒偵測器等。當老人的健康出現異常情況時(如:血糖值過高),使護理人員的手機可立即收到文字簡訊,掌握老人的健康狀況。

在這種情境中的監測,不會專以監測老人們的健康狀況為主,因此配戴在老人身上的監測裝置必須要能分辨老人們不同情況的資訊蒐集(如:老人配戴的手表,除了可以定時測血糖外,也要在老人跌倒時可以立刻偵測到),而且也可以協助個人健康日誌(journaling)紀錄的功能,讓老人可以評估自己的病況。 

三、個人健身監測(Personal Fitness Monitoring)

近年來民眾對健康意識的提升,使得個人健身的市場逐漸擴增,而ZigBee也可以應用在健身資訊的監測上,例如民眾使用跑步機時,身上穿戴的監測裝置就可以即時記錄心跳、血壓等資訊,並立刻或是稍後透過ZigBee傳輸至遠端的伺服器上。對於想要進行馬拉松訓練的民眾,就可以透過跑步監測的結果了解自己的訓練狀況。監測裝置也可以達成警示的功能,例如使用者的心跳過快時,監測裝置透過ZigBee將資料傳到遠端伺服器後,伺服器可以再傳命令讓跑步機速度變慢,以降低使用者的危險。

小結

ZigBee Alliance近年來積極研發ZigBee應用於健康照護的應用規範,並於2009年3月公佈了ZigBee Health Care public application profile,降低了ZigBee醫療裝置的研發成本,並鼓勵業界廠商開發採用ZigBee的醫療監測裝置,讓病患不用長時間待在醫院中,也可以享受貼身的醫療服務。也許在不久的將來,就可以看到這類應用出現在醫院或是安養中心/護理之家的醫療情境中,進而促進高齡長者或是慢性病患的健康了。

參考資料:

  1. ZigBee Wireless Sensor Applications for Health, Wellness and Fitness. (2009): ZigBee Alliance.
  2. 王榛驛. (2010). 無線通訊技術之於醫電應用概況. 工業局智慧型醫療電子產業技術推廣與輔導計畫 Retrieved from http://www.bmes.org.tw/FCKupload/Wireless.pdf.
  3. 邱弘緯, & 林昆鴻. (2007). ZigBee於及時遠距醫療照護之應用. 國家奈米元件實驗室奈米通訊, 14(4), 7-13. 
  4. 最新消息_工業局「智慧型醫療電子產業技術推廣與輔導計畫」評析報告線上發佈 (2010), from http://www.bmes.org.tw/notice_show.php?id=119
  5. 關恕, 陳明豐, 施文彬, 趙福杉, 邱弘緯, 高成炎, et al. (2009). 即時遠距醫療全方位診斷系統之開發-急性心肌梗塞之示範應用. 自動化科技學會會刊, 43-53. 
  6. ECO-CITY健康樂活城研究成果:ZigBee離床感知系統Retrieved from http://www.ecocity.org.tw/city_news/feature/one_news.aspx?did=20100223175323635&title=ZigBee離床感知系統&display=home

圖2 可透過ZigBee傳輸資料的慢性病病人監測裝置(資料來源:("ZigBee Wireless Sensor Applications for Health, Wellness and Fitness," 2009))

圖3老人安養中心個人健康監測示意圖(資料來源:("ZigBee Wireless Sensor Applications for Health, Wellness and Fitness," 2009))

資料來源: SLiic 2010/8/25 (http://www.uns.org.tw/node/421)

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引用
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