CN102622522A - 一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统，该系统由生理传感器、智能移动平台、远端数据中心和医生工作站四部分构成。生理传感器将采集的患者数据通过蓝牙技术传输到智能移动平台端，智能移动平台经过实时分析处理后显示结果并上传处理结果到远端数据中心，医生工作站的相关成员对上传的结果数据进行查看，并给出诊断意见，必要时可联系患者赴院检查。本发明的有益效果是：基于多种移动平台操作系统实现客户端程序，在确保患者身份有效性和数据传输安全性前提下，可随时随地对患者进行健康状态监护操作，达到预防疾病的目的。

Description

一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统

技术领域：

本发明属于远程医疗和医疗信息处理技术领域，涉及智能移动平台、网络信息传输安全、医院信息系统等多个技术领域，尤其涉及一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统。

背景技术：

远程医疗服务是指通过通信网络将远端的生理信号传送到监护中心进行分析，并给出诊断意见的一种技术手段，它是随着计算机技术、现代通信技术的发展而发展起来的。特别是近年来以3G为代表的无线通信技术和智能移动平台技术的日益更新，更是为远程医疗服务带来了新的机遇，远程医疗服务迅速扩展到家庭和社区生活环境中，提供一系列如远程心电监护、远程家庭护理、远程医疗随访等医疗服务。这种在患者熟悉的环境中随时随地实施监护、诊断、治疗、康复和保健功能于一体的远程医疗模式可有效减轻患者路途奔波辛劳和住院费用负担，具有广泛的应用价值，同时也能有效地减少和控制病情的发生和发展。

目前远程医疗监护系统包括两种：一种是患者感觉身体状况异常时，主动利用监护设备进行短时间的监测，然后通过通信网络将记录的数据送往医院数据中心，并由医生进行相关诊断和指导治疗；另一种是对患者进行长时间的实时持续监护。前一种方式主要适合对慢性疾病患者进行生理参数阶段性的监测，如以绑带形式进行的血压测量；后一种方式适合术后患者在家中恢复的情况，或者是在赶往医院的救护车中使用。

针对自主性的家庭远程监护应用需求，国内外关于移动远程医疗监护系统方案的研究模式大体是前端的传感器设备感知患者的生理参数，并通过近距离无线传输技术传送至中间节点，这些中间节点就是通常的移动平台端。中间节点然后将这些数据转发至远端的主机或数据中心，远端的医务人员可以对这些数据进行诊断分析，并将处理后的结果和相关医疗指导意见返回给患者，同时将这些数据和处理后的结果分别存入患者的个人数据库和电子病历，所不同的是或针对不同的近距离无线技术，或针对不同的移动平台和远距离无线技术，或将采集模块和移动平台整合到一起。

这些移动远程医疗监护系统研究多为可行性研究，相关方案提供的功能较为有限，移动平台端通常只是作为传输生理数据的中转站，没有充分发挥其处理速度快、容量大、屏幕分辨率高等优势；某些产品化的远程医疗监护系统也仅仅是单独的运营系统，不能和现有的医院信息系统实时、有效地共享相关信息，一定程度上造成医疗信息资源的流失；此外，远程医疗监护系统作为一个开放的分布式医疗系统，不可避免地面临网络安全问题，具体包括无线网络环境中数据通信安全问题和移动平台端用户身份有效性验证两个方面，现有研究方案中大多没有提供一个有效地安全策略，存在用户数据被非法访问、用户身份被盗用、共用等风险，这也是需要解决的问题。

发明内容：

本发明的目的在于针对当前医疗监护系统功能较为简单、医疗相关信息共享性差、医疗数据传输安全性不足、身份验证模式单一的缺点，提出一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统的实现方法，该系统由生理传感器、智能移动平台、远端数据中心、医生工作站这四个模块组成。

患者通过智能移动平台端的身份验证后开始进行监护测量，生理传感器将采集的患者生理参数通过蓝牙技术传送到智能移动平台，智能移动平台对其实时分析处理后显示监护结果，随后传送至远端数据中心。数据传输过程中采用SSL安全协议来确保数据对非相关人员的不可见性。远端数据中心根据上传的监护数据自动生成一种XML格式健康文档，基于该格式的文档，可实现本系统与其它医疗信息系统的资源共享。医生工作站相关人员参考上传的监护数据做出相应的诊断结果和治疗计划，必要时可联系患者赴院检查。

1.生理传感器模块由多个带有蓝牙传输功能的便携式家用生理传感器设备构成，实现对患者的心电、血压、血氧饱和度、呼吸率、脉率和体温多项体征参数的采集，并遵循蓝牙传输协议发送至其它蓝牙设备。

2.智能移动平台模块接收生理传感器发送的生理数据后，一方面对其进行实时分析处理，一方面可将生理数据通过无线通信网络传送至远端数据中心；本发明分别基于Android、苹果iOS和Windows Mobile移动平台操作系统实现客户端程序，包括身份验证单元、信息管理单元、数据采集及预处理单元、硬件配置单元和诊断查询单元。

所述的身份验证单元包含两个环节，首先是登录智能移动平台客户端软件时的用户名、密码有效性认证环节，然后是基于生物特征的指纹识别验证环节。验证通过后载入具有该指纹特征患者的相关注册信息；所述的用户名、密码有效性认证、指纹识别验证是指智能移动平台端访问远端数据中心模块的网关服务接口单元的相关查询函数来实现身份验证的过程；

所述的信息管理单元提供患者注册和信息修改功能。在患者注册部分，患者填写相关信息、采集指纹图像后提交，通过格式检查后被注册到远端数据中心模块的数据库单元；在信息修改部分，患者可以查看个人信息，并对信息中可能变动的部分如家庭地址、联系方式等进行修改保存；

所述的数据采集及预处理单元可接收生理传感器模块发送过来的各项生理参数并采取相关的特征值提取算法进行实时分析处理，使得患者在第一时间了解自己的身体状况。如果发现有异常状况，智能移动平台可提醒患者及时赴院就诊。测量完成后由患者选择是否上传本次监护数据；

所述的硬件配置单元可对生理传感器设备进行配置。第一次连接生理传感器设备之前需搜索该设备获得其蓝牙地址和配对密码，并将该设备的蓝牙地址和配对密码存入远端数据中心，这样下次再使用该设备时，只需查询远端数据中心获得密码后直接连接该设备即可，无需再进行搜索；

所述的诊断查询单元为患者提供了查询自己的病历信息、获得医生诊断建议的途径，以便及时了解和改善自身健康水平。可分别按照检测类型和检测时间进行查询操作。

3.远端数据中心模块一般对患者不可见，通常在医院内部服务器上实现。支持浏览器/服务器模式。提供适当和安全的访问控制，指定用户访问权限。本模块包括数据库单元、网关服务接口单元和集成接口单元。

所述的数据库单元是基于特定型号的服务器创建的数据库，用于存放患者信息表、监护检查信息表、设备信息表、医生诊断记录表和医生信息表；本数据库基于Microsoft SQL Server 2008软件平台实现；

所述的网关服务接口单元提供智能移动平台和医生工作站所需的功能函数，如患者信息注册函数、患者登录验证函数、患者指纹认证函数、患者检查信息上传函数、医生注册函数等等。这些函数直接对数据库单元实现存储、查询或修改操作；为保证数据传输过程的可靠性和完整性，网关服务接口单元遵循SSL(Secure Sockets Layer，安全套接层)协议来为智能移动平台端和医生工作站访问远端数据中心提供安全通信服务；

所述的患者检查信息上传函数在患者完成监护检查后上传检查数据至远端数据中心模块时被调用，该函数向数据库单元查询相关用户信息、设备信息后自动生成一种基于HL7CDA(Health Level 7Clinical DocumentArchitecture，即临床文件架构，系HL7组织创建的一份卫生保健文档编制标准)规范的XML(Extensible Markup Language，可扩展的标记语言)格式健康文档并存入数据库单元，其它医疗信息系统通过获取并解析该文档即可获得所需的患者病历信息；

所述的存储操作是将相关信息存储到数据库单元，包括患者信息注册、患者检查信息存储和医生信息注册；所述的查询操作提供对数据库信息的查询并返回所需查询结果，包括患者登录时信息查询、患者指纹特征匹配、患者设备查找、患者病历查询、待诊断病历查询和医生诊断记录查询；所述的修改操作提供对数据库已有信息的修改，包括密码修改、信息修改、设备修改和诊断后病历修改；

所述的集成接口单元为访问其它医疗信息系统的患者病历提供途径，可对满足一定格式的病历数据进行查询显示、修改存储操作。为测试设计的集成接口单元，所述的其它医疗信息系统采用实验室的IHE(Integrating theHealthcare Enterprise，医疗企业集成组织)-XDS(Cross-enterpriseDocument Sharing，跨企业文档共享技术框架)系统，其数据服务部分用Oracle数据库实现，包含有患者信息表、病历数据表、医生诊断记录表。

4.医务人员在医院工作站端访问远端数据中心的数据库，参考智能移动平台的初步处理结果，对上传的数据进行分析诊断，并且针对患者的相关诊断结果，为其定制治疗计划。如果医生发现有严重病情时，可直接联系患者或其相关联系人。医生工作站模块包括医生信息管理、病历诊断、数据更新和信息查询这四个单元。

所述的医生信息管理单元为医生提供信息注册和登录功能。医生首先注册个人相关信息到远端数据中心，登录时经网关服务接口验证后方可进入工作站软件；

所述的病历诊断单元包括病历数据查询、病历数据处理和诊断意见给出，医生首先查询得到患者的病历数据，在观察病历数据后给出相应的诊断意见，并将处理结果通过网关服务接口保存到远端数据中心模块的数据库单元；

所述的数据更新单元包括当天病历更新和待诊断病历更新，专门设计一个界面用于显示患者当天最新提交的病历，方便医生进行诊断，同时显示未诊断的病历，防止出现病历遗漏诊断的情况；

所述的信息查询单元包括患者的个人信息查询和医生的诊断记录查询，医生可以查询患者的个人信息以诊断病历和联系患者；还可对诊断过的病历进行记录，方便以后进行病历的复查显示。

本发明的效果和优点如下：

1.本申请项目利用蓝牙无线通信协议，设计实现通用设备接口，兼容性、扩展性强，可与心电、血压、血氧饱和度、呼吸率、脉率和体温多种生理传感器设备实现连接；

2.本申请项目利用智能移动平台的强运算能力实现对各种家用医疗生理传感器采集数据的实时分析处理，结合医生的诊断意见，可有效弥补家用医疗生理传感器功能的不足，同时也提高移动远程监护系统家用的实用性和诊断结果可靠性；

3.系统存储监护信息的文档依据HL7CDA消息交换标准自动生成；设计的集成接口单元能够访问外部IHE XDS医疗信息系统，完成患者信息注册、监护信息查询显示和监护信息存储等功能，充分实现与现有医疗信息系统集成与数据共享；

4.智能移动平台端除采用传统的用户名和密码身份有效性检查外，还通过指纹识别认证手段将身份辨别落实到真实具体的用户本身，更加方便快捷；由于指纹的唯一性和终生不变性，同时也避免移动环境下存在的身份被盗用、共用等风险；

5.系统针对无线通信网络环境的开放性，网关服务接口单元应用SSL安全传输协议建立客户机与服务器之间的安全通道，不仅确保客户端和服务器的身份合法性，还大大提高相关医疗数据的传输可靠性。

附图说明：

图1为本发明实施例的一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统结构框图。

图2为本发明实施例的一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统工作流程图。

图3为本发明实施例的Android智能移动平台端心电监护流程图。

图4为本发明实施例的集成接口单元与IHE XDS系统交互图。

具体实施方式：

下面结合图1-图4给出本发明的一个较完整实施例，进一步对本发明作详细阐述，使得更易于了解本发明的结构特征和功能特点。

本实施例的一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统，其整体架构如图1所示：

系统由生理传感器模块10、智能移动平台模块20、远端数据中心模块30、医生工作站模块40四个部分组成。

本实施例的系统工作流程图如图2所示：

步骤201，患者首先在智能移动平台注册个人信息到远端数据中心；步骤202，患者经双重身份验证通过后进入智能移动平台客户端；步骤203，患者选择要监护的某项生理指标和相关监护设备；步骤204，智能移动平台连接生理传感器设备开始监护操作；步骤205，生理传感器将监护数据发送至智能移动平台端，智能移动平台端执行步骤216采取一定的特征值提取算法对监护数据进行分析处理，并显示处理结果；步骤206，智能移动平台端则将监护数据发送至远端数据中心模块的网关服务接口单元，网关服务接口单元据此自动生成一种基于HL7CDA规范的XML格式健康文档并将其存储在数据库单元中；步骤207，医生在注册个人信息后，经步骤208登录验证进入医生工作站，可以执行步骤209查询患者信息，步骤210查看病历数据，步骤211诊断病历，步骤212查询以往病历。针对患者的相关诊断结果，可为其定制治疗计划，必要时可执行步骤213直接联系患者或其相关联系人；患者可执行步骤214根据检查时间和检查类型查询自己的病历信息及医生所给的诊断结果。还可以执行步骤215进行设备参数设置、步骤217修改个人信息等操作。

本实施例中Android智能移动平台端的心电监护过程工作流程如图3所示：

步骤301，打开智能移动平台端的本机蓝牙，搜索相关设备；步骤302，发现蓝牙生理传感器设备，如果设备没有开启进入步骤303重新确认，否则执行步骤304，连接设备。步骤305验证蓝牙密码信息，如果输入错误执行步骤306，否则执行步骤310创建蓝牙套接字，步骤307，智能移动平台开启一个数据接收线程，步骤308，读取蓝牙套接字流数据，步骤309将读取的流数据写入文件中；主线程同时执行步骤311开启定时器；定时器线程启动并执行步骤315绘制波形曲线，并执行步骤316提取波形信息执行一定的算法处理程序得到初步诊断结果。患者执行步骤312按下结束测量按钮后，步骤313响应结束按钮事件关闭定时器及蓝牙套接字，步骤314，通过无线通信网络将此次监护数据发送到远端数据中心，步骤317本次测量结束。

远端数据中心模块的集成接口单元与IHE XDS信息系统交互过程如图4所示：

IHE XDS信息系统数据库部分主要用来存放患者的病历数据表，按监护类型分为脉搏波表、血压表和心电表。患者进行个人信息注册时，智能移动平台401通过集成接口单元注册模块403将网关服务接口单元402传来的患者信息注册到PIX(Patient Identifier Cross-referencing病人标识交叉索引)模块405或对PIX模块405中的个人信息进行更改，PIX模块将分配一个相应的患者ID；患者上传监护信息时，集成接口单元存储模块404提取并解析由网关服务接口单元自动生成的XML文档，并将信息存入数据服务的监护信息数据库406模块中；工作站及管理中心模块407需要显示监护信息时，集成接口单元查询模块408将根据患者ID、检查类型和检查时间提取数据库模块406中的相关数据信息；医务人员还可调用集成接口单元的修改模块408来添加诊断意见。

Claims (5)

1.一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统，系统由生理传感器、智能移动平台、远端数据中心、医生工作站四个模块组成；其特征在于：

测量患者生命参数的生理传感器将采集的数据通过蓝牙传输协议传送到智能移动平台，智能移动平台对其进行实时分析处理后显示监护结果，随后传送至远端数据中心；医生工作站相关人员根据上传的生理数据做出相应的诊断，并通过发布公告、消息提醒的方式将诊断结果反馈给患者。

2.如权利要求1所述的一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统，其特征在于：所述的生理传感器由多个带有蓝牙传输功能的便携式传感设备构成，实现对患者的心电、血压、血氧饱和度、呼吸率、脉率和体温各项体征参数的采集。

3.如权利要求1所述的一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统，其特征在于：所述的智能移动平台接收生理传感器发送的生理数据后，一方面对其进行实时分析处理，一方面可将生理数据通过无线通信网络传送至远端数据中心；智能移动平台模块包括身份验证单元、信息管理单元、数据采集及预处理单元、硬件配置单元和诊断查询单元；

所述的身份验证单元包含两个环节，首先是登录智能移动平台客户端软件时的用户名、密码有效性认证环节，然后是基于生物特征的指纹识别验证环节，验证通过后载入具有该指纹特征患者的相关注册信息；所述的用户名、密码有效性认证、指纹识别验证是指智能移动平台端访问远端数据中心模块的网关服务接口单元的相关查询函数来实现身份验证的过程；

所述的信息管理单元提供患者注册和信息修改功能，在患者注册部分，患者填写相关信息、采集指纹图像后提交，通过格式检查后被注册到远端数据中心模块的数据库单元；在信息修改部分，患者可以查看个人信息，并对信息中可能变动的部分如家庭地址、联系方式等进行修改保存；

所述的数据采集及预处理单元可接收生理传感器模块发送过来的各项生理参数并采取相关的特征值提取算法进行实时分析处理，使得患者在第一时间了解自己的身体状况，如果发现有异常状况，智能移动平台可提醒患者及时赴院就诊，测量完成后由患者选择是否上传本次监护数据；

所述的硬件配置单元可对生理传感器设备进行配置，第一次连接生理传感器设备之前需搜索该设备获得其蓝牙地址和配对密码，并将该设备的蓝牙地址和配对密码存入远端数据中心，这样下次再使用该设备时，只需查询远端数据中心获得密码后直接连接该设备即可，无需再进行搜索；

所述的诊断查询单元为患者提供了查询自己的病历信息、获得医生诊断建议的途径，以便及时了解和改善自身健康水平，可分别按照检测类型和检测时间进行查询操作。

4.如权利要求1所述的一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统，其特征在于：所述的远端数据中心包括数据库单元、网关服务接口单元和集成接口单元；

所述的数据库单元是基于特定型号的服务器创建的数据库，用于存放患者信息表、监护检查信息表、设备信息表、医生诊断记录表和医生信息表；

所述的网关服务接口单元提供智能移动平台和医生工作站所需的功能函数，如患者信息注册函数、患者登录验证函数、患者指纹认证函数、患者检查信息上传函数、医生注册函数等等。这些函数直接对数据库单元实现存储、查询或修改操作；为保证数据传输过程的可靠性和完整性，网关服务接口单元遵循安全套接层SSL协议来为智能移动平台端和医生工作站访问远端数据中心提供安全通信服务；

所述的患者检查信息上传函数在患者完成监护检查后上传检查数据至远端数据中心模块时被调用，该函数向数据库单元查询相关用户信息、设备信息后自动生成一种基于HL7CDA即临床文件架构规范的可扩展的标记语言格式健康文档并存入数据库单元，其它医疗信息系统通过获取并解析该文档即可获得所需的患者病历信息；

所述的存储操作是将相关信息存储到数据库单元，包括患者信息注册、患者检查信息存储和医生信息注册；所述的查询操作提供对数据库信息的查询并返回所需查询结果，包括患者登录时信息查询、患者指纹特征匹配、患者设备查找、患者病历查询、待诊断病历查询和医生诊断记录查询；所述的修改操作提供对数据库已有信息的修改，包括密码修改、信息修改、设备修改和诊断后病历修改；

所述的集成接口单元为访问其它医疗信息系统的患者病历提供途径，可对满足一定格式的病历数据进行查询显示、修改存储操作。为测试设计的集成接口单元，所述的其它医疗信息系统采用实验室的IHE-XDS系统，其数据服务部分用Oracle数据库实现，包含有患者信息表、病历数据表、医生诊断记录表。

5.如权利要求1所述的一种手持移动式安全远程医疗健康状态监护系统，其特征在于：所述的医生工作站包括医生信息管理、病历诊断、数据更新和信息查询这四个单元；其中：

所述的医生信息管理单元为医生提供信息注册和登录功能，医生首先注册个人相关信息到远端数据中心，登录时经网关服务接口验证后方可进入工作站软件；

所述的病历诊断单元包括病历数据查询、病历数据处理和诊断意见给出，医生首先查询得到患者的病历数据，在观察病历数据后给出相应的诊断意见，并将处理结果通过网关服务接口保存到远端数据中心模块的数据库单元；

所述的数据更新单元包括当天病历更新和待诊断病历更新，专门设计一个界面用于显示患者当天最新提交的病历，方便医生进行诊断，同时显示未诊断的病历，防止出现病历遗漏诊断的情况；

所述的信息查询单元包括患者的个人信息查询和医生的诊断记录查询，医生可以查询患者的个人信息以诊断病历和联系患者；还可对诊断过的病历进行记录，方便以后进行病历的复查显示。

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