医疗物联网中的雾计算：架构、实现与应用

在物联网在各商业报告中位居榜首的时代，显然可以预见，医学领域有望从环绕我们的可穿戴设备和联网传感器的爆发中获得巨大收益，这些设备获取并传输关于症状、药物、饮食摄入以及影响个人健康与日常生活的史无前例的数据。然而，物联网驱动的医疗保健必须克服许多障碍，例如：1) 云服务器上的数据存储需求日益增长，导致医疗大数据的分析变得日益复杂；2) 数据在传输时容易面临安全与隐私问题；3) 持续采集的数据通信不仅成本高昂，而且能耗巨大；4) 直接从云服务器操作和维护传感器并非易事。本章节在医疗物联网的背景下定义了雾计算。从概念上讲，雾计算是物联网中一个面向服务的中间层，提供传感器与云服务器之间的接口，以促进连接、数据传输和可查询的本地数据库。雾计算的核心是一个低功耗、智能、无线的嵌入式计算节点，它对从可穿戴设备或其他医疗传感器收集的原始数据进行信号调理和数据分析，并为远程医疗干预提供高效手段。我们使用 Intel Edison 和 Raspberry Pi 实现并测试了一个雾计算系统，该系统允许对各种医疗数据进行采集、计算、存储和通信，例如言语障碍患者的病理性语音数据、用于心率估计的心音图（PCG）信号以及基于心电图（ECG）的 Q、R、S 波检测。