第1章 绪论 1
1.1 传统医疗卫生体系的优势和不足 1
1.2 手机社会的到来 2
1.3 手机生物医学工程学的兴起 5
1.4 手机生物医学工程技术的基本特征及其泛在医学价值 6
1.5 手机生物医学工程学国内外发展概况 8
1.6 手机医疗发展中所面临的理论与技术挑战 10
1.7 本书内容和框架 11
参考文献 12
第2章 疾病发生特点及其对泛在型诊疗技术的需求 14
2.1 人体生理系统与疾病 14
2.1.1 人体生理系统 14
2.1.2 人体健康与疾病 15
2.2 人体疾病发生的时间和空间问题 17
2.3 肿瘤类重大疾病的发生发展特征及手机诊疗策略 18
2.3.1 肿瘤类疾病的发生发展特征 18
2.3.2 肿瘤类疾病的手机诊疗策略 19
2.4 心脑血管类疾病的发生发展特征及手机诊疗策略 19
2.4.1 心脑血管类疾病的发生发展特征 19
2.4.2 心脑血管类疾病的手机诊疗策略 20
2.5 其他常见慢性疾病的发生发展特征及手机诊疗策略 20
2.5.1 常见慢性疾病的发生发展特征 20
2.5.2 常见慢性疾病的手机诊疗策略 21
2.6 典型传染性疾病的发生发展特征及手机诊疗策略 22
2.6.1 典型传染性疾病的发生发展特征 22
2.6.2 典型传染性疾病的手机诊疗策略 23
2.7 精神性心身疾病的发生发展特征及手机诊疗策略 23
2.7.1 精神性心身疾病的发生发展特征 23
2.7.2 精神性心身疾病的手机诊疗策略 23
2.8 急救医学中的手机监护策略 23
2.9 本章小结 24
参考文献 24
第3章 手机医疗的软硬件技术基础 25
3.1 概述 25
3.1.1 手机演进与发展 25
3.1.2 手机的分类 26
3.1.3 手机与移动通信网络 26
3.2 手机典型功能模块 27
3.2.1 输入输出设备 27
3.2.2 附属设备 28
3.2.3 数据传输与接口 29
3.3 手机芯片技术 31
3.3.1 数字基带处理器 31
3.3.2 模拟基带处理器 32
3.3.3 存储器 32
3.3.4 射频信号处理器 32
3.3.5 功率放大器 32
3.3.6 电源管理器 32
3.4 手机加工及组装技术 33
3.4.1 手机设计环节 33
3.4.2 手机基本结构 33
3.4.3 手机结构件制造技术 34
3.4.4 手机出厂测试 34
3.5 手机软件操作系统及选用 34
3.5.1 Palm/Web OS 36
3.5.2 Symbian OS 36
3.5.3 Blackberry OS 36
3.5.4 Windows Mobile/Windows Phone 7 36
3.5.5 iOS 37
3.5.6 Android OS 37
3.6 典型手机编程语言 37
3.6.1 MFC 38
3.6.2 C 38
3.6.3 Objective-C 38
3.6.4 Java 38
3.7 软件兼容性 38
3.8 本章小结 39
参考文献 39
第4章 基于手机平台的生物医学传感技术 41
4.1 手机与生物医学传感器的融合 41
4.2 生物医学传感器的基本概念 42
4.3 生物医学传感器的发展趋势 43
4.3.1 智能化与微型化 43
4.3.2 原理革新化 45
4.3.3 无线化与网络化 46
4.3.4 便携化与可穿戴化 47
4.4 基于手机的生物医学传感技术 48
4.4.1 手机检测 48
4.4.2 手机成像 50
4.4.3 多功能手机传感器 52
4.4.4 以手机为中心的传感器网络 53
4.5 发展手机式传感系统所面临的问题与挑战 54
4.6 本章小结 57
参考文献 57
第5章 基于手机平台的生物医学执行与控制技术 66
5.1 手机执行与控制技术 66
5.2 手机在日常生活中的控制应用途径 67
5.2.1 手机控制家庭或办公室电器 67
5.2.2 手机远距离控制下的环境监测 68
5.2.3 手机控制的其他几个方面 69
5.3 手机执行与控制在医疗中的应用策略 69
5.3.1 基于手机控制的远程医疗概念 69
5.3.2 手机的交互式远程医疗服务 71
5.4 基于手机执行的远程医疗模式 71
5.4.1 基于手机的心电远程监测 72
5.4.2 基于手机的糖尿病远程监测 73
5.4.3 基于手机的远程皮肤病监测 74
5.4.4 用于远程监测重要参数的生物医学服装 75
5.4.5 手机控制的无线医疗设备 75
5.5 发展手机执行器技术所面临的问题与挑战 77
5.6 手机控制技术前景展望 78
5.7 本章小结 79
参考文献 80
第6章 人体动态体温及分布图谱的手机测量技术 87
6.1 人体温度与疾病和健康的关系 87
6.2 电子测温技术研究现状及最新进展 89
6.2.1 有线体温监护研究 89
6.2.2 无线体温监护研究 89
6.2.3 特定功能体温测量技术 90
6.2.4 手机体温测量技术及其普适意义 91
6.3 手机无线测温与报警技术的实现 91
6.3.1 手机测温模块的实现 91
6.3.2 手机测温软件的实现 93
6.3.3 典型体温测试及报警系统硬件 98
6.4 手机测温及报警功能实验评估 99
6.5 人体睡眠或呼吸障碍的温度监测方法 101
6.6 人体温度图谱的手机获取技术 103
6.6.1 热色液晶成像技术 104
6.6.2 基于手机的热色液晶成像新模式 105
6.6.3 热色液晶的色调－温度标定曲线 106
6.6.4 基于手机的液晶成像方式初步应用 108
6.6.5 手机型热色液晶成像在人体体表热流定量分析中的应用 110
6.6.6 手机热色液晶成像的应用前景 111
6.7 本章小结 111
参考文献 111
第7章 手机动态心电测量技术 115
7.1 手机心电实时监测的需求现状 115
7.2 经典的心电获取技术 116
7.2.1 传统心电图技术 116
7.2.2 动态心电图技术 118
7.3 基于手机的心电检测技术的兴起 119
7.4 手机心电检测的技术基本组成 121
7.5 典型手机无线心电实时监护系统的总体结构 122
7.5.1 主要元器件 123
7.5.2 软件平台及开发环境 123
7.5.3 评估方法和预期应用范围 124
7.6 心电采集端的具体结构及实现 124
7.6.1 心电采集端整体结构 124
7.6.2 心电放大模块 125
7.6.3 单片机控制模块 125
7.6.4 蓝牙通信模块 126
7.6.5 电源模块与功耗 126
7.7 手机接收端软件的实现 126
7.7.1 手机软件功能 126
7.7.2 软件界面 127
7.7.3 数据与图像的保存 128
7.7.4 R波检测与心率计算 129
7.7.5 软件系统资源开销 131
7.8 手机心电测试系统可靠性及影响因素的评估 131
7.8.1 与常规心电图比较 131
7.8.2 手机通信的影响 132
7.8.3 运动干扰与伪迹 134
7.9 手机无线心电获取技术的探究性应用 136
7.9.1 人群应用测试 137
7.9.2 动态心电监测实验 138
7.10 人体患病情况或异常心电信号的检测 142
7.10.1 实验设计 143
7.10.2 典型测试结果与波形 143
7.10.3 机理分析 146
7.11 本章小结 147
参考文献 148
第8章 人体步态的手机测量与分析技术 151
8.1 人体步态分析的医学价值 151
8.2 人体步态分析技术研究概况 152
8.3 移动式人体步态分析技术的提出 154
8.4 手机足底动态压力测量系统的硬件组成及实现 156
8.5 手机足底动态压力测量系统的应用研究 157
8.6 人体步态的手机图像捕捉与分析技术 158
8.6.1 研究概况 158
8.6.2 基于手机上低像素摄像头的步态识别 159
8.7 手机步态图像分析技术的应用案例 161
8.8 手机步态分析技术展望 163
8.9 本章小结 165
参考文献 165
第9章 人体声学信号的手机测量技术 168
9.1 睡眠障碍的传统监测方法 168
9.2 睡眠障碍的声学特征及手机监测方法 170
9.3 记录鼾声的手机软件方案 171
9.3.1 软件开发环境筛选 171
9.3.2 软件接口 171
9.4 鼾声信号手机检测系统的实现 175
9.4.1 获取实例 176
9.4.2 获取存储路径及文件名 176
9.4.3 开始采集 177
9.5 计算机数据分析处理 180
9.6 本章小结 182
参考文献 182
第10章 更多典型生理参数的手机测量技术 184
10.1 人体血压的手机无线监测技术 184
10.1.1 血压测量意义及技术发展概况 184
10.1.2 手机无线血压检测系统总体结构 185
10.1.3 血压波形采集端的实现 186
10.1.4 手机接收端软件实现 191
10.1.5 系统性能测评及探究性试验 194
10.1.6 血压无线检测技术展望 198
10.2 糖尿病手机监测技术 199
10.2.1 关于糖尿病及其监测技术概况 199
10.2.2 唾液葡萄糖检测原理和方法 201
10.2.3 唾液葡萄糖检测系统的硬件设计 203
10.2.4 唾液葡萄糖检测系统的软件开发 205
10.2.5 唾液葡萄糖无线检测系统的原理性实验 208
10.2.6 技术展望 209
10.3 手机上的生物样品阻抗谱测试技术 209
10.3.1 关于生物样品阻抗测量 209
10.3.2 硬件系统设计 210
10.3.3 软件系统开发 213
10.3.4 系统验证实验 215
10.3.5 技术展望 215
10.4 生物体液流动参数的手机测量技术 216
10.4.1 关于生物体液黏度测量 216
10.4.2 图像处理方法测量黏度原理 216
10.4.3 实验方法 218
10.4.4 实验结果和误差分析 219
10.4.5 技术展望 222
10.5 更多医学信息手机监测技术 223
10.5.1 手机辨色力检查 223
10.5.2 手机视力检查 224
10.5.3 手机皮肤检查 224
10.5.4 手机心率检测 225
10.5.5 手机心音检测系统 225
10.5.6 体重无线监测系统 226
10.5.7 手机血氧监测系统 226
10.5.8 手机纳米荧光检测 227
10.5.9 手机癌症检测 227
10.5.10 手机生理周期记录 227
10.5.11 手机行为健康检测 228
10.5.12 基于手机的服药监测系统 228
10.5.13 手机健康信息平台 229
10.5.14 手机医护翻译 229
10.6 本章小结 229
参考文献 230
第11章 手机生物医学图像技术 234
11.1 传统生物医学影像技术的特点 234
11.2 手机生物医学图像技术的兴起 235
11.3 手机显微光学成像技术 236
11.4 手机功能成像技术 239
11.4.1 手机用于远程皮肤病学 239
11.4.2 手机提取舌苔ROI图像用于健康监测 239
11.4.3 手机内窥镜技术 240
11.4.4 移动电话作为原始图像数据接收器和图像显示器 240
11.4.5 手机超声成像技术 241
11.5 手机无线显微成像技术 242
11.6 手机生物医学图像技术未来突破口 247
11.7 本章小结 250
参考文献 252
第12章 手机与计算机之间医学图像交互技术 255
12.1 临床医学中的医学图像PACS技术 255
12.2 手机用于存储及捕捉医学影像的意义 256
12.3 以手机作为图像载体的个人健康信息管理技术 257
12.3.1 手机无线数据传输方案选择 257
12.3.2 手机在移动图像医疗中的技术能力 258
12.3.3 手机存储的医学影像数据管理 259
12.4 患者和医生之间的数据交互模式 259
12.4.1 医生到患者医学影像信息的传输 259
12.4.2 患者到医生医学影像信息的传输 260
12.5 医学远红外热图的手机－计算机交互技术及实现 260
12.6 手机调用远程计算机医学图像资源的云计算模式 263
12.7 手机远程调用计算资源典型案例研究 264
12.7.1 远程登录计算机桌面问题 265
12.7.2 应用于复杂平面图形或3D图形显示并控制大型软件运行 265
12.7.3 应用于多种方式的文件传输 266
12.8 本章小结 268
参考文献 269
第13章 基于手机平台的微型全科体检技术 271
13.1 体检概况 271
13.1.1 健康体检及其意义 271
13.1.2 预防医学与健康体检 271
13.1.3 健康体检的历史沿革 272
13.1.4 传统体检模式的局限性 273
13.2 健康体检技术新进展 274
13.3 典型体检科目及其生物医学意义 277
13.4 手机全科体检技术的引入、特点及意义 278
13.4.1 手机全科体检技术 278
13.4.2 手机生理参数检测 279
13.5 手机全科体检平台的构建及意义 281
13.6 手机全科体检系统的建立所引申出的关键问题 282
13.7 本章小结 282
参考文献 283
第14章 手机助残助老技术 286
14.1 残疾病现状及其对泛在医疗技术的需求 286
14.2 手机导航技术 287
14.3 手机雷达技术 288
14.4 手机助视技术 289
14.5 手机助听技术 290
14.6 手机语音识别与合成技术的助残应用 292
14.7 手机助力等助残应用 293
14.8 几款助老助残手机产品与概念手机 294
14.8.1 老年人手机 294
14.8.2 助盲手机 295
14.8.3 概念手机 295
14.9 本章小结 296
参考文献 297
第15章 手机治疗与远程医学监护技术 303
15.1 关于心身疾病与生物反馈疗法 303
15.2 手机反馈治疗技术概要 304
15.3 手机反馈治疗技术基本组成 305
15.4 远程医疗技术的起源 308
15.5 手机远程医疗的研究现状 309
15.6 手机远程医疗视频监护技术的应用范畴 311
15.6.1 远程查房 311
15.6.2 康复指导 312
15.6.3 婴儿监护 312
15.6.4 老人监护 313
15.6.5 睡眠监控 313
15.6.6 输液监控 314
15.6.7 智能医院监控 314
15.7 手机远程视频相关领域应用途径 314
15.7.1 学生安全监控 314
15.7.2 社区安防 315
15.7.3 城市交通监测 315
15.8 手机远程视频监控系统实现方案 315
15.9 手机软件和显示界面方案及实现 317
15.10 手机远程视频监测讨论 319
15.11 本章小结 320
参考文献 320
第16章 手机医疗安全与生物特征识别技术 322
16.1 在手机中引入生物识别技术的起因 322
16.2 手机指纹识别技术 324
16.3 手机声音识别技术 325
16.4 手机虹膜识别技术 326
16.5 手机步态识别用于用户认证 328
16.6 基于手机远程心脏病学的ECG识别 329
16.7 手机生物识别面临的问题 331
16.7.1 生物识别问题 331
16.7.2 手机应用难点 331
16.7.3 手机生物识别的理想实现途径 332
16.7.4 手机生物识别技术的未来发展展望 332
16.8 本章小结 333
参考文献 333