CN100336485C

CN100336485C - 基于网络的糖尿病家系防治系统

Info

Publication number: CN100336485C
Application number: CNB2005100298952A
Authority: CN
Inventors: 项坤三; 贾伟平; 吴松华
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: CN1768696A

Abstract

一种基于网络的糖尿病家系防治系统，属于网络技术领域。本发明包括：红外线发射与接收装置、现场监控计算机、无线传输系统、专用服务器、便携式血糖检测仪、若干血液检测仪、糖尿病家系计算机管理统计分析系统，便携式血糖检测仪将血糖信号传送至红外线发射与接收装置，红外线发射与接收装置将血糖信号传送到现场监控计算机上，血液检测仪通过无线传输系统将信息发送至现场监控计算机，现场监控计算机通过无线传输系统将信息发至专用服务器上，专用服务器将信息传送至糖尿病家系管理统计分析系统。本发明实现糖尿病的强化管理制度，减轻糖尿病患者的痛苦，降低医疗费用。

Description

基于网络的糖尿病家系防治系统

技术领域

本发明涉及的是一种属于网络技术领域的系统，具体地说，是一种基于网络的糖尿病家系防治系统。

背景技术

随着经济发展、生活方式改变以及人口老龄化，糖尿病已成为威胁人类健康的重大疾病，目前我国每天新增的糖尿病患者已达3000多人。糖尿病与遗传、环境有关，糖尿病家系成员特别是其亲属是糖尿病的高危人群。从防治角度而言，在糖尿病家系亲属——一个最为重要的糖尿病高危人群中开展筛查，可早期诊断、早期干预和治疗，具有巨大的社会效益和潜在的经济效益。家庭中所有成员的健康包括家庭评估、家庭病史记录与遗传疾病推论等，这都需要使用家系图。家系图是用符号与线条呈现至少三代的家族成员相关信息，其亲属关系由图示可一目了然，又称为家族树。家系图便利医生以视觉化的方式来分析家庭的健康状况，可以从各种角度推论疾病与症状如何随着血缘关系延伸，家系图在家庭治疗与医疗上正广泛被使用。但即使是理论背景相同的研究者们，对于究竟要收集哪些信息、如何记录、如何绘制等环节上各执一词，家系图的使用现今仍停留在纸笔或电脑绘制，并没有标准的绘制方法。自上世纪80年代起国内外就开始开展糖尿病家系防治工作(例如上海市糖尿病研究所截止2003年6月，已建立了一个由1000多个家系组成的国内最大的糖尿病家系库)。同时，随着家系及其所包含人数的不断增加，家系档案也随之增加，从数千条的档案记录中查找某个人的记录的时间变得越来越长，尤其对同名的人则几乎是不可能从中同时取得，并加以区分开来的。另外，由于记录的数据值不能直接传送到糖尿病防治中心，不能直接利用计算机分析数据资料，无法建立个性化的糖尿病家系管理档案及定期随访计划，医生不能即时掌握患者的病情状况，不能实现早期预防、早期干预、早期治疗。而且大量家系的临床数据(如年龄、血糖等)仍记录在纸张上和使用Excel表格文件形式来保存，会产生图形重复绘制，管理困难，容易造成人为的资料丢失以及数据重复的现象。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号CN 1477941A，公开日为2004年2月25日，专利名称为：无线糖尿病管理装置及使用该装置的方法，该专利自述为“一种通过无线电话用于糖尿病患者的先进疾病状态管理。通过与糖尿病患者的血糖计连接的无线电话的无线通信特性，可以访问远程咨询服务。患者可以将他的葡萄糖数据直接发送到咨询中心，并且接收回如何继续治疗的消息。无线技术还可用于警告看管人测量到了低血糖值。然后看管人可以介入以提供可靠帮助。也可利用遥测来测量与规定疾病管理方法的一致性。疾病管理系统也适于针对糖尿病患者的补给品目标市场”。但是上述无线糖尿病管理装置仅用于根据血糖的变化针对单个的糖尿病患者的疾病状态管理，无法绘制出糖尿病家系的家系图谱及对家系中所有成员进行疾病状态的管理(如帮助家系成员预测及预防糖尿病的发生，根据糖化血红蛋白、糖化血清蛋白、胰岛功能及血糖变化调整糖尿病患者治疗方案等)，故该装置有不能建立个性化的糖尿病家系管理档案及定期随访计划、无法实现糖尿病的强化管理及减轻糖尿病患者和其家人的痛苦并且降低医疗费用的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于网络的糖尿病家系防治系统，使其具有成本低、使用简易等特点，通过该系统建立个性化的糖尿病家系管理档案及定期随访计划，实现糖尿病的强化管理制度，减轻糖尿病患者的痛苦，并降低医疗费用及建立患者和医生之间信息交互的密切关系。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：便携式血糖检测仪、红外线发射与接收装置、若干血液检测仪、现场监控计算机、无线传输系统、专用服务器和糖尿病家系计算机管理统计分析系统，便携式血糖检测仪快速测量糖尿病家系各成员的血糖信号，通过内置红外线发射器将血糖信号传送至带有RS232串口通讯电缆的红外线发射与接收装置，红外线发射与接收装置通过RS232串口通讯电缆以红外线方式将血糖信号传送到现场监控计算机上，血液检测仪负责检测糖尿病家系各成员血液中的各种信息，通过无线传输系统以GPRS/GSM(通用分组无线业务/全球移动通讯系统)无线数据传输方式传送至Internet(公共网络系统)，Internet再将数据信号发送至现场监控计算机，现场监控计算机将采集的数据信号传送至存储设备，再对存储设备中的信号进行分析处理后，通过无线传输系统以GPRS/GSM无线数据传输方式传送至Internet，Internet将数据信息发至专用服务器上，专用服务器存储有关糖尿病家系的重要信息并将该信息传送至糖尿病家系管理统计分析系统，糖尿病家系管理统计分析系统将存储设备中的信号转换成可识别信号，经数字信号通讯接口转回真实数据并保存下来，对糖尿病患者的发病人数、分布情况、药物的治疗效果及不同糖尿病类型的发病率进行统计。

所述的便携式血糖检测仪包括：血糖传感器、信号调理器、A/D转换器(模/数转换器)、第一单片机、按键、数码显示器和报警装置，血糖传感器的输出端与信号调理器的输入端相接，信号调理器的输出端与A/D转换器的输入端相接，A/D转换器和数码显示器都通过数据总线与第一单片机相连，按键通过信号输入端与第一单片机相接，第一单片机通过信号输出端与报警装置相接。

所述的红外线发射与接收装置包括：RS232串口通讯电缆和红外线收发模块，RS232串口通讯电缆根据RS232通讯协议(通用串行通讯标准)截取信号，通过串口接收端和串口发送端与红外线收发模块相连，红外线收发模块负责红外线的发射与接收。

所述的无线传输系统包括：无线发射器和GPRS/GSM系统，无线发射器将现场监控计算机传送过来的信息以GPRS/GSM无线数据传输方式传送至Internet，Internet再将该信息发至专用服务器。

所述的现场监控计算机包括：成员信息输入模块、成员信息维护模块、家系情况查询模块，成员信息输入模块负责各种数据信号的采集，采集到的信号经过信号解密器转换成数据流进入存储设备后，串行输入到成员信息维护模块，成员信息维护模块通过信号解析装置对该信号进行分析处理，然后经过信号解密器转换成数据流进入存储设备，串行输入到家系情况查询模块。

所述的成员信息输入模块，通过红外线发射与接收装置实现对血糖检测值的提取，通过小键盘的RS232串口通讯接口实现对手工输入信息的提取。

所述的成员信息维护模块，采用主成分分析方法，在保证原来特征信息基本不变的情况下，从多个特征中提取反映该家系特点的特征向量(如家系成员的关系及临床资料等)，然后采用神经网络方法对输入的特征向量进行融合，对糖尿病患者的状态进行识别，对可能发生的疾病进行预测。

所述的家系情况查询模块，对存储设备送来的信号通过TCP/IP协议(传输控制协议/互联网络协议)和标准XML(可扩展置标语言)通讯格式经信号解析装置发出数据交接信号对各信号进行分析，对输入的特征向量进行融合分析，自动保存家系成员在家系中的位置，完成对家系图谱的绘制；实时显示当前家系成员趋势状态及家系图谱，同时可以对家系中各成员的状态及家系图谱进行检索，为人机交互提供一个接口。

所述的专用服务器，存储有关糖尿病家系的重要信息，也可根据需要将通讯接口配置数据、传输数据格式备份的重要信息发送至专用服务器上，这些数据都存储在相应数据库中。

所述的糖尿病家系计算机管理统计分析系统由装有数据库及管理统计分析软件的计算机组成，该计算机通过专用服务器接入Internet，管理统计分析软件将存储设备中的信号进行融合分析，提取时域或频域特征后，转换成可识别信号，并将数据信号反馈至第二单片机，第二单片机将数字信号发送至数字信号通讯接口，解释数字信号并转成真实数据(如血糖检测值、年龄)，该真实数据被保存下来。不断积累的数据信息使医生可根据家系中各成员的状态及家系图谱或者根据年龄、身高、体重以及各种临床指标等，对糖尿病患者的发病人数、分布情况、药物的治疗效果及不同糖尿病类型的发病率等进行统计，还可以分析疾病与遗传的相关性等，为进一步研究糖尿病治疗和早期干预提供科学依据。

血糖传感器测量家庭成员的血糖信号，经信号调解器处理后，由A/D转换器将模拟信号转换成数字信号送入第一单片机。第一单片机处理后，数码显示器显示血糖值，如血糖值超过标准范围(＞33.3mmol/L)，则由报警装置报警并显示“High”字样。整个操作系统由按键控制，操作使用方便快捷。便携式血糖检测仪通过内置红外线发射器，连接到带有RS232串口通讯电缆的红外线发射与接收装置。各种血液检测仪检测家系各成员的糖化血红蛋白、血脂和胰岛功能等信息，经无线传输系统通过GPRS/GSM接入Internet公共网络，将数据信息发至现场监控计算机。现场监控计算机通过成员信息输入模块采集的现场监控计算机上各种数据信号传送至存储设备，再进入成员信息维护模块和家系情况查询模块对存储设备中的信号进行分析处理后，通过无线传输系统将现场监控计算机中的数据经GPRS/GSM无线数据传输方式接入Internet公共网络。无线发射器将现场监控计算机传送过来的信息发送给GPRS/GSM系统，通过Internet公共网络将该信息传送至专用服务器上，与糖尿病家系计算机管理统计分析系统相连，实现用户之间、用户与专用服务器间的网络互联。专用服务器存储糖尿病家系的重要信息，其他的重要信息也可根据需要发送致服务器上，这些数据都存储在相应数据库中，与糖尿病家系计算机管理统计分析系统相连。不断积累的数据信息可以进行统计分析如疾病与遗传的相关性等，同时也能分析出目前糖尿病患者的发病人数、分布情况和药物的治疗效果，为进一步研究糖尿病治疗和早期干预提供科学依据。而且用户之间、用户与专用服务器间的网络互联使一个医院的糖尿病防治中心与几千个糖尿病患者相连接，形成一个地区或一个城市的糖尿病防治系统，跟踪个体疾病发展情况，同时也能提供科研统计所需的各项资料。

本发明将传感技术、文字识别技术、通讯技术和计算机技术集成一体，与目前的无线糖尿病管理装置相比，具有以下优点：(1)能绘制出糖尿病家系的家系图谱，过去对同一家庭及其成员大多绘制一张家系图，这样就会出现家系图重复绘制、资料内容不整合的问题，而本发明就解决了家系图重复绘制的问题，使用者可以方便查阅、存储及打印家系图谱。(2)家系图与成员的病史资料结合，通过家系情况查询模块，可以快速获得成员的病史资料，这是传统的家系图谱绘制软件和纸张记录难以获得的目标。家系图整合成员的各项资料，让医疗人员可以全面性的对整个家族进行家族病史之分析，推敲遗传疾病的可能性及其发展趋势从而达到预防的目的。(3)能及时将血液检测值传送到医院，从而对家系中所有成员进行疾病状态的管理(如帮助家系成员预测及预防糖尿病的发生等)，为医生提供详细的患者病情资料，做到“早预防”和个性化的治疗。(4)建立个性化的糖尿病家系管理档案及定期随访计划，实现糖尿病的科学强化管理。减轻糖尿病患者和其家人的痛苦，从而降低患者和社会的医疗负担。(5)还可以帮助医生分析某种糖尿病药物的疗效以及糖尿病患者的发病人数和分布情况，为卫生部门有关糖尿病防治的决策和糖尿病的研究提供丰富的临床数据。(6)提供未来社区医疗家庭照顾的基地，由本发明所提出的系统可以在使用过程中，将家庭防治模式建立起来，为未来社区医疗照顾最终家庭照护管理打下基础。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是便携式血糖检测仪的结构框图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明包括：便携式血糖检测仪、红外线发射与接收装置、若干血液检测仪、现场监控计算机、无线传输系统、专用服务器和糖尿病家系计算机管理统计分析系统，便携式血糖检测仪快速测量糖尿病家系各成员的血糖信号，通过内置红外线发射器将血糖信号传送至带有RS232串口通讯电缆的红外线发射与接收装置，红外线发射与接收装置通过RS232串口通讯电缆以红外线方式将血糖信号传送到现场监控计算机上，血液检测仪负责检测糖尿病家系各成员血液中的各种信息如糖化血红蛋白和血脂，通过无线传输系统以GPRS/GSM无线数据传输方式传送至Internet，Internet再将数据信号发送至现场监控计算机，现场监控计算机将采集的数据信号传送至存储设备，再对存储设备中的信号进行分析处理后，通过无线传输系统以GPRS/GSM无线数据传输方式传送至Internet，Internet将数据信息发至专用服务器上，专用服务器存储有关糖尿病家系的重要信息并将该信息传送至糖尿病家系管理统计分析系统，糖尿病家系管理统计分析系统将存储设备中的信号转换成可识别信号，经数字信号通讯接口转回真实数据并保存下来，对糖尿病患者的发病人数、分布情况、药物的治疗效果及不同糖尿病类型的发病率进行统计。

所述的便携式血糖检测仪包括：血糖传感器、信号调理器、A/D转换器、第一单片机、按键、数码显示器和报警装置，血糖传感器的输出端与信号调理器的输入端相接，信号调理器的输出端与A/D转换器的输入端相接，A/D转换器和数码显示器都通过数据总线与第一单片机相连，按键通过信号输入端与第一单片机相接，第一单片机通过信号输出端与报警装置相接。便携式血糖检测仪可以选用罗氏诊断产品有限公司生产的罗康全活力型便携式血糖检测仪和乐康全3血糖检测仪。

所述的红外线发射与接收装置包括：RS232串口通讯电缆和红外线收发模块，RS232串口通讯电缆根据RS232通讯协议截取信号，通过串口接收端和串口发送端与红外线收发模块相连，红外线收发模块负责红外线的发射与接收。红外线发射与接收装置的型号为Rmate210。

所述的血液检测仪，最常用的是具有糖化血红蛋白分析系统、生化分析系统、血液分析系统或糖化血清蛋白分析系统的人体血液特征的检测仪，如希森美康有限公司、伯乐生命医学产品有限公司和罗氏诊断产品有限公司生产的各种分析系统，可根据需要挑选相应的检测仪。各种血液检测仪检测家系各成员血液中的各种成分信息如糖化血红蛋白、血脂和胰岛功能，经无线传输系统通过GPRS/GSM接入Internet，将数据信息发至现场监控计算机。

所述的无线传输系统包括：无线发射器和GPRS/GSM系统，无线发射器将现场监控计算机传送过来的信息通过中国电信的GPRS/GSM无线数据传输方式接入Internet，将该信息发至专用服务器。

所述的现场监控计算机包括：成员信息输入模块、成员信息维护模块、家系情况查询模块，成员信息输入模块负责各种数据信号的采集，采集到的信号经过信号解密器转换成数据流进入存储设备后，串行输入到成员信息维护模块，成员信息维护模块通过信号解析装置对该信号进行分析处理，然后经过信号解密器转换成数据流进入存储设备，串行输入到家系情况查询模块。现场监控计算机的硬件配置要求如下：CPU(中央处理器)为Intel^(英特尔)Celron(赛扬)1G或PIII(奔腾3)600；内存256M SDRAM(同步动态存储器)或DDR(双倍SDRAM)；硬盘20G或以上；显卡分辨率为1024*768；网卡10/100M。

所述的家系情况查询模块，对存储设备送来的信号通过TCP/IP协议和标准XML通讯格式经信号解析装置发出数据交接信号对各信号进行分析，对输入的特征向量进行融合分析，自动保存家系成员在家系中的位置，完成对家系图谱的绘制；实时显示当前家系成员趋势状态及家系图谱，同时可以对家系中各成员的状态及家系图谱进行检索，为人机交互提供一个接口。家系情况查询模块中的家系图谱是一种非线形的结构，以分支关系来定义层次结构，设计原理为树。家系图谱的建立、结点查询、结构的存储等操作也都可以完全用树的方法来实现。本发明中树以双亲表示法存储，通过该树可搜索到某一结点的父母、祖父母、兄弟、堂、表兄弟及结点的配偶情况，三代亲内的堂/表兄弟等。而且家系成员的每次随访记录都被保留，便于医生根据家系图谱及患者最近的用药情况、血糖值，判断其病情发展，调整治疗方案，实现糖尿病的“分阶段、个性化治疗”。

所述的专用服务器，其配置CPU为Intel^P4 2.0G或以上，内存512M DDR或以上，硬盘40G或以上，网卡10/100M，用来存储有关糖尿病家系的重要信息，其他的重要信息(如通讯接口配置数据、传输数据格式备份等)也可根据需要发送致服务器上，这些数据都存储在相应数据库中，与糖尿病家系计算机管理统计分析系统相连，不断积累的数据信息可以进行统计分析，作为医生进行糖尿病防治的依据。

所述的糖尿病家系计算机管理统计分析系统，由装有数据库及管理统计分析软件的计算机组成，硬件配置要求如下：CPU为Intel^P4 2.0G或以上，内存512M DDR或以上，硬盘40G或以上，网卡10/100M，该计算机通过专用服务器接入Internet。所述的管理统计分析软件可以将存储设备中的信号进行融合分析，提取时域或频域特征后，转换成可识别信号，并将数据信号反馈至第二单片机。第二单片机将数字信号发送至数字信号通讯接口，解释数字信号并转回真实数据如血糖检测值、年龄等保存下来。不断积累的数据信息使医生可以根据家系中各成员的状态及家系图谱，或者根据年龄、身高、体重以及各种临床指标等，对糖尿病患者的发病人数、分布情况、药物的治疗效果及不同糖尿病类型的发病率等进行统计，还可以分析疾病与遗传的相关性等，为进一步研究糖尿病治疗和早期干预提供科学依据。

Claims

1.一种基于网络的糖尿病家系防治系统，包括：便携式血糖检测仪、无线传输系统，其特征在于，还包括：红外线发射与接收装置、若干血液检测仪、现场监控计算机、专用服务器和糖尿病家系计算机管理统计分析系统，便携式血糖检测仪快速测量糖尿病家系各成员的血糖信号，通过内置红外线发射器将血糖信号传送至带有RS232串口通讯电缆的红外线发射与接收装置，红外线发射与接收装置通过RS232串口通讯电缆以红外线方式将血糖信号传送到现场监控计算机上，血液检测仪负责检测糖尿病家系各成员血液中的各种信息，通过无线传输系统以GPRS/GSM无线数据传输方式传送至Internet，Internet再将数据信号发送至现场监控计算机，现场监控计算机将采集的数据信号传送至存储设备，再对存储设备中的信号进行分析处理后，通过无线传输系统以GPRS/GSM无线数据传输方式传送至Internet，Internet将数据信息发至专用服务器上，专用服务器存储有关糖尿病家系的重要信息并将该信息传送至糖尿病家系管理统计分析系统，糖尿病家系管理统计分析系统将存储设备中的信号转换成可识别信号，经数字信号通讯接口转回真实数据并保存下来，对糖尿病患者的发病人数、分布情况、药物的治疗效果及不同糖尿病类型的发病率进行统计。

2.根据权利要求1所述的基于网络的糖尿病家系防治系统，其特征是，所述的便携式血糖检测仪包括：血糖传感器、信号调理器、A/D转换器、第一单片机、按键、数码显示器和报警装置，血糖传感器的输出端与信号调理器的输入端相接，信号调理器的输出端与A/D转换器的输入端相接，A/D转换器和数码显示器都通过数据总线与第一单片机相连，按键通过信号输入端与第一单片机相接，第一单片机通过信号输出端与报警装置相接。

3.根据权利要求1所述的基于网络的糖尿病家系防治系统，其特征是，所述的红外线发射与接收装置包括：RS232串口通讯电缆和红外线收发模块，RS232串口通讯电缆根据RS232通讯协议截取信号，通过串口接收端和串口发送端与红外线收发模块相连，红外线收发模块负责红外线的发射与接收。

4.根据权利要求1所述的基于网络的糖尿病家系防治系统，其特征是，所述的无线传输系统包括：无线发射器和GPRS/GSM系统，无线发射器将现场监控计算机传送过来的信息以GPRS/GSM无线数据传输方式传送至Internet，Internet再将该信息发至专用服务器。

5.根据权利要求1所述的基于网络的糖尿病家系防治系统，其特征是，所述的现场监控计算机包括：成员信息输入模块、成员信息维护模块、家系情况查询模块，成员信息输入模块负责各种数据信号的采集，采集到的信号经过信号解密器转换成数据流进入存储设备后，串行输入到成员信息维护模块，成员信息维护模块通过信号解析装置对该信号进行分析处理，然后经过信号解密器转换成数据流进入存储设备，串行输入到家系情况查询模块。

6.根据权利要求5所述的基于网络的糖尿病家系防治系统，其特征是，所述的成员信息输入模块通过红外线发射与接收装置实现对血糖检测值的提取，通过小键盘的RS232串口通讯接口实现对手工输入信息的提取。

7.根据权利要求5所述的基于网络的糖尿病家系防治系统，其特征是，所述的成员信息维护模块采用主成分分析方法，在保证原来特征信息基本不变的情况下，从多个特征中提取反映该家系特点的特征向量，然后采用神经网络方法对输入的特征向量进行融合，对糖尿病患者的状态进行识别，对可能发生的疾病进行预测。

8.根据权利要求5所述的基于网络的糖尿病家系防治系统，其特征是，所述的家系情况查询模块，对存储设备送来的信号通过TCP/IP协议和标准XML通讯格式，经信号解析装置发出数据交接信号对各信号进行分析，对输入的特征向量进行融合分析，自动保存家系成员在家系中的位置，完成对家系图谱的绘制，实时显示当前家系成员趋势状态及家系图谱，同时可以对家系中各成员的状态及家系图谱进行检索，为人机交互提供一个接口。

9.根据权利要求1所述的基于网络的糖尿病家系防治系统，其特征是，所述的专用服务器，存储有关糖尿病家系的重要信息，也可根据需要将通讯接口配置数据、传输数据格式备份的重要信息发送至专用服务器上，这些数据都存储在相应数据库中。

10.根据权利要求1所述的基于网络的糖尿病家系防治系统，其特征是，所述的糖尿病家系计算机管理统计分析系统，由装有数据库及管理统计分析软件的计算机组成，该计算机通过专用服务器接入Internet，管理统计分析软件将存储设备中的信号进行融合分析，提取时域或频域特征后，转换成可识别信号，并将数据信号反馈至第二单片机，第二单片机将数字信号发送至数字信号通讯接口，解释数字信号并转成真实数据，该真实数据被保存下来。