CN103473462A - 一种基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统 - Google Patents

Abstract

一种基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，包括由互联网连接的检验服务平台(1)、数据库服务器集群(2)、用户服务平台(3)和管理服务平台(4)组成；检验服务平台(1)以医师及检验设备(11)为中心，其特征在于，检验服务平台(1)以用于采取受检者血样或体细胞样本的超显微图像分析装置作为视频采集设备，其具有动态视频压缩技术，可动态选择的多种视频编码、解码器。

Description

一种基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统

技术领域

本发明涉及健康监测系统，特别涉及一种基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统。

背景技术

本发明基于本申请人2000年4月17日申请的中国专利号00105681.6，授权公告号CN1156721C，授权公告日2004年7月7日的发明名称为：超显微图像分析装置及用于该装置的电源控制系统发明专利的网络应用方法及相关的应用系统。

传统的健康监测、医疗系统，数据采集均采用传统的生物医学方式，并将采集到的生化指标数字化处理，通过网络系统传达、诊断、发布等。例如，中国专利申请公开号CN101099664A，一种医疗预警系统，包括由血压测试系统、血糖测试系统、主控系统模块、无线接收模块、通过电话网络系统结合计算机归纳收集用户的健康监测数据；CN201692066U，描述了一种人体生理参数预警及定位系统，该系统包括腕式终端设备和监护中心两部分，其中腕式终端设备包括生理参数检测与存储模块、通信模块、报警模块、人机交互模块、定位模块，以及和上述各模块连接并控制上述各模块实现相应功能的主控制模块；监护中心由服务器和工作站组成，其中，工作站配有数据分析软件、信息管理系统、无线通信系统和位置查询系统；

腕式终端设备和监护中心之间通过无线网络进行通信；描述了一种远程健康监视及康复指导系统，该系统包括通过互联网连接的一台远程专家计算机和若干台客户端计算机；远程专家计算机内装有生理指标分析与疾病诊断模块以及疾病治疗专家系统；客户端计算机设有扫描仪、远程摄像头以及多种健康指标检查设备，所述的健康指标检查设备包括血压测量设备、心率测量仪和电子体温计；以及CN203138465U，描述了一种家庭生命体征监护系统，包括内部设置有蓝牙模块的心电测量模块、血压测量模块、主控设备和服务中心模块；所述心电测量模块，用于根据主控设备的心电测量信息测量用户的心电数据信息，并将测量到的心电数据信息通过蓝牙模块发送给主控设备；并将监测数据信息发送给服务中心模块；当心电数据信息代表的心电数值和血压数据信息代表的血压数值超出预定的安全范围时，发出警告信息。

但上述公开文献，作为与本申请最接近的背景技术，均没有公开如本发明所述的超显微图像分析方法的数据采集方式，尤其是通过超显微图像分析方法采集的能准确反映生理指标现状的原始超显微图像，使采集的数据仅局限于间接测量的生理指标，或通过后期处理得到的间接数据，还不能达到或取代门诊、化验室诊断的直观、完善效果，导致其实用效果的局限。本发明针对目前网络监测、医疗系统存在的上述缺陷予以改进，通过已公开的超显微图像分析方法达到甚至超过门诊化验室的相关数据采集能力并可将这些数据及时发布、存储备案，为健康转化及预警提供准确的数据基础。

上述对比文件也不能对与本发明所述超显微图像分析装置及分析方法结合于网络管理系统给予充分的技术启示。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，主要由检验服务平台、数据库服务器集群、用户服务平台和管理服务平台组成。

其中，检验服务平台以医师及检验设备为中心，所述检验设备包括如授权公告号CN1156721C所描述的超显微图像分析装置，用于采取受检者血样或体细胞样本。其具有动态视频压缩技术，多种视频编码、解码器可供选择，在保证图像清晰度的同时，可有效的减少磁盘占有量，方便图像和视频的传输和存储。

通过互联网发布的数据进入数据库服务器集群，数据库服务器集群架构包括数据库服务器以及与其相联的存储器。用户服务平台构架通过接收装置接收健康指导数据。每个用户的各次检测信息，包括医学系统分值，医学系统发展曲线图，细胞分值，健康隐患及趋向性等，都可以登录网站进行查询和跟踪，让每个参与的用户都能关注自己的健康情况，通过实际行动修复健康隐患，提升生活质量。

基于上述装置，本发明基本原理及有益效果是，系统通过超显微图像分析装置进行原始图像采集，采用C／S架构进行开发，采用TCP／IP协议与数据库接口直连，具有极高的传输和处理效率。

本发明所采用的超显微图像分析装置特别是指2000年4月17日申请的中国专利号00105681.6，授权公告号CN1156721C，授权公告日2004年7月7日的发明名称为：超显微图像分析装置及用于该装置的电源控制系统发明专利所保护的超显微图像分析装置；本发明是基于该装置的网络应用方法及相关的应用系统。

根据本发明，基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统包括用于采集和放大原始图像的超显微图像分析装置，其具有动态视频压缩技术，可动态选择的多种视频编码、解码器，在保证图像清晰度的同时，可有效地减少磁盘占有量，方便图像和视频的存储和传输；对于血片上反映出来细胞形态和ROTS块(活性含氧有毒物质或自由基团块)，其提示体内出现特异性的代谢紊乱，而这些紊乱可导致多种疾病的发生，可以实时进行自动分析，其分析结果可以作为医生的诊断依据。

本发明一种基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，由互联网连接的检验服务平台、数据库服务器集群、用户服务平台和管理服务平台组成，其中：

(1)检验服务平台为医师检验的平台，对超显微图像分析装置采集的原始图像通过一对一的方式通过软件的图像采集处理到专家系统模块，为用户提供最专业的健康转化服务；

(2)用户服务平台为用户与预警系统交互的主要平台，通过该平台，用户可以通过互联网随时了解自己的健康状况，并可与医师进行互动；

(3)管理服务平台用于随时查看由检验服务平台所提交的初步预警数据，包括图像、检查结果，以及受检者的历史数据和曲线图，用以分析是否做预警跟踪。

(4)数据库服务器集群架构包括数据库服务器和存储器，进一步地，数据存储采用多服务器自动镜像同步技术，可从应用层面提高整个系统的性能，同时确保数据安全。

进一步地，数据文件的存储采用多磁盘镜像热备技术，为数据的存储安全保驾护航，避免因服务器磁盘的异常损坏造成数据文件丢失。

数据的统计及查询功能能够为卫生部门提供医学研究的海量信息和疾病发生、发展的科学数据，对未来的流行病学的研究提供了可查询、可追朔的科学依据。

具有血液图库维护的功能，该图库可以在实际的临床使用中，不断的扩充和分类，同时也可针对每一类别的图像进行查询。

据此，本发明基于先进的图像处理技术，智能化健康管理系统，提供可维护的医学知识库、诊断库，对于重大疾病，如肿瘤、心脑血管疾病能够自动诊断同时给出相应的保健指导方案。针对各个医学系统中的子项，根据其重要性均制订出相应分值标准，然后根据该项的严重程度，对各个系统进行加权计算，从而得出各个系统的分值，与同期数据生成动态检查曲线，从而直观分析出该参检人员的体质变化趋势。

在缓解我国相对紧张的公共医疗资源和降低社会综合成本的同时还能够实现国民的医疗公平性。并具有方便、快捷，能对个体和群体的健康情况进行全面监测、分析、评估、提供健康咨询和指导，以及对健康危险因素进行干预，通过健康管理阻断由生活方式引起的疾病的自然进程。可实现动态跟踪、广域覆盖、数据库的统计及查询功能，能够为卫生部门提供医学研究的海量信息和疾病发生、发展的科学数据，对未来的流行病学的研究提供了可查询、可追朔的科学依据。

附图说明

图1是本发明系统结构图；

图2是本发明系统中的检验服务平台架构示意图；

图3是本发明系统中的数据库服务器集群架构示意图；

图4是本发明系统中的用户服务平台架构示意图。

具体实施方式

根据图1，本发明一种基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统主要由检验服务平台1、数据库服务器集群2、用户服务平台3和管理服务平台4组成。

进一步地，检验服务平台1(参见图2)以医师及检验设备11为中心，实施中可以采用可提高光纤频率带宽利用率的WDM(波分复用系统)标准图像设备接口，以及可以兼容支持WDM的视频采集设备。具体地，所述检验设备包括如授权公告号CN1156721C所描述的超显微图像分析装置，用于采取受检者血样或体细胞样本。其具有动态视频压缩技术，多种视频编码、解码器可供选择，在保证图像清晰度的同时，可有效的减少磁盘占有量，方便图像和视频的传输和存储。通过包括lC卡、CA认证等方式的硬件加密和网络验证模块12功能，可以保证各个服务平台的合法性。进一步地，用户登录为安全级别高的S50射频IC卡+密码的方式，且登录卡经过多重硬件加密及网络安全认证，保证唯一性及检验医师的合法性。医师据此提供多种报告单，报告单格式可以灵活自行定义，方便添加新的检查项目。检验结果可打印输出，并通过路由器14存储于文件服务器13，以及向互联网15发布。其中，可以采用图像文件分布式存储方案；具有本地和远程两种数据库，可对检测结果进行同、异步传输。系统支持远程自动升级。在软件进行了升级以后，各个检验服务平台或管理服务平台都可以在第一时间进行自动远程升级，不需要用户进行干预。保证了整个系统的统一性。

通过互联网发布的数据通过防火墙24及路由器23进入数据库服务器集群(参见图3)，数据库服务器集群架构包括数据库服务器21，与其相联的存储器22。安全性方面，设置多组用户密码接口，根据需要对各类用户进行管理。严格按照各类用户的需求分配合理的访问权限，有效的降低安全隐患。采用多磁盘镜像热备、负载均衡技术，为数据的存储安全保驾护航，避免因服务器磁盘的异常损坏造成数据丢失。对于用户的私密信息，如姓名、身份证号、电话、住址等信息使用DES双向加密算法进行加密。只有符合CA认证条件的检验服务平台和管理服务平台才能与服务器建立通讯。同时，数据库的结构设计灵活，具有很强的可扩展性，方便管理员对数据库进行维护和升级。系统采用多通道的设计，可方便添加不同需求的用户群体，方便对各种群体进行数据统计和分析。用户服务平台构架(参见图4)通过ADSL32与常用接收装置31，包括电脑、固定电话、移动电话(手机)等接收健康指导数据。每个用户的各次检测信息，包括医学系统分值，医学系统发展曲线图，细胞分值，健康隐患及趋向性等，都可以登录网站进行查询和跟踪，让每个参与的用户都能关注自己的健康情况，通过实际行动修复健康隐患，提升生活质量。

具体地，本发明系统预警范围较完善地涵盖了1、血液系统，2、泌尿系统，3、内分泌系统，4、外科，5、循环系统，6、妇科，7、骨科，8、其他，9、肿瘤，10、呼吸系统，11、消化系统的常规医疗体系。方便、快捷：每做一次检测平均在十分钟内完成，因大部分检验服务平台设在社区，因此检测时间不受限定的实用特点。能对个体和群体健康进行全面监测、分析、评估、提供健康咨询和指导及对健康危险因素进行干预。预警服务可实时对个体或群体中的异常被检人员进行预警动态观察和可持续的健康管理，达到早发现、早治疗的健康管理目的，更加有效地维护和促进人们的健康。同时，客户拥有了自己的健康管理的动态观察空间。客户可以实时了解自己的健康进行监测和主动参与健康管理。通过健康管理阻断由生活方式而引起的疾病的自然进程。实现了动态观察：一年三次体检(必要的特殊情况下还可以实现更密集检查)，可以实施规范、定期的检查监测，实行动态观察健康情况有效提高医疗资源的利用；广域覆盖：为健康管理和健康动态监测提供了针对性强、特异性和敏感型高、临床意义大、费用低的、可靠的检查项目和检测工具，添补了在健康管理和健康检查领域里私人医生产品的空白；数据库应用：数据的统计及查询功能能够为卫生部门提供医学研究的海量信息和疾病发生、发展的科学数据，对未来的流行病学的研究提供了可查询、可追朔的科学依据的多重功能。

据此，本发明系统具有了如下突出的实用性特点。

对于数据中心：

1.安全性高：

(1)多组用户密码接口，根据不用的需要对各类用户进行管理。严格按照各类用户的需求分配合理的访问权限，有效的降低安全隐患。

(2)为各个检验服务平台及管理服务平台提供C／S架构的数据接口，用户端与数据库的通讯为密文传输，有效的保证了数据的安全性。

(4)数据库密码以时间为种子，自动定期进行修改，完全为系统自动管理，防止人为原因造成数据泄露。

(5)数据文件多磁盘镜像热备技术，为数据的存储安全保驾护航，避免因服务器磁盘的异常损坏造成数据文件丢失。

(6)多服务器自动镜像同步技术，可从应用层面提高整个系统的性能，同时确保数据安全。

(7)用户的私密信息，如姓名、身份证号、电话、住址等信息使用了DES双向加密算法进行加密，即使是系统管理员直接打开数据，也只能得到不可读的数据信息，保护了用户信息及个人隐私。

(8)所用的登录卡，为飞利浦S50射频卡，该卡为非接触式卡片，具有极高的安全性，且不可复制，能满足用户的唯一性和合法性的要求。

(9)密码分组管理功能：卡片中有A、B两组密码，密码A为只读密码，各个平台只用A密码进行校验，B密码为管理密码，只存在于内部平台中，有效避免密码泄露。

(10)操作日志可自动生成，便于对各个用户的操作进行跟踪，可用于追溯系统操作时的安全漏洞。，

2.灵活性高：

(1)具有多种数据库接口，可灵活选择多种数据库，如MySql，MS-Sql，Orical。建立集群的数据库能完全支持海量数据，能够完全满足全民医疗的数据存储。

数据库具有完整和灵活的数据统计功能，可根据不同的需要对符合特定条件的检查结果进行分析和统计，得出相应的统计结果。

(2)数据库的结构设计非常灵活，具有很强的可扩展性，方便管理员对数据库进行维护和升级。

(3)系统支持远程自动升级。在软件进行了升级以后，各个检验服务平台或管理服务平台都可以在第一时间进行全自动远程升级，不需要用户进行干预。保证了整个系统的统一性。

3.系统稳定、高效：

方便服务器进行集群，能有效的提升中央数据库的响应和处理能力。

4.包容性广：

系统采用多通道的设计理念，可方便的添加不同需求的用户群体，方便对各种群体进行数据统计和分析。

对于检验服务平台：

1.兼容性好：

采用微软WDM标准图像设备接口，可以兼容支持WDM的视频采集设备。

2.先进的图像处理技术：

(1)具有动态视频压缩技术，多种视频编码、解码器可动态选择，在保证图像清晰度的同时，可有效的减少磁盘占有量，方便图像和视频的存储和传输。

(2)图像的采集和放大使用先进的显微数字放大技术，保证采集图像的清晰度。

3.安全性好：

(1)硬件加密和网络验证功能，能有效的验证合法的平台，保证平台的合法性。

(2)数据库的密码先加密后传输，能有效保证用户的数据安全。

(3)医师的登录为安全级别高的S50射频IC卡+密码的方式，且登录卡经过多重硬件及网络认证，保证唯一性及检验医师的合法性。

4.高性能、高稳定性：

(1)具有本地和远程两种数据库，可更高效的对检测结果进行存储和传输。

(2)采用分布式存储技术对用户数据进行存储，可从根本上减少图像数据远程传输的数量，做到了，只传输需要传输的数据资料。且图像的传输不通过中央服务器，所以不会对中央数据库产生影响。单个平台的故障不会对整个系统产生影响，保证了系统的整体稳定性。

5.灵活性高：

(1)可提供多种报告单，用户可以通过详细的报告单，或者通过网络平台，对自己的健康状态作详尽的了解。

(2)报告单格式可以灵活自定义格式。

对于管理服务平台：

1.使用方便：

(1)管理服务平台可以随时查看由检验服务平台所提交的初步预警数据，包括图像、检查结果，以及受检者的历史数据和曲线图。用于分析是否做预警跟踪。

(2)平台的信息数据可以导入和导出，方便对各通道的数据进行批量输入和输出。

2.兼容性强：

(1)管理服务平台支持OCR设备，具有自动文字识别的功能，比如：身份证信息的输入，在减少操作人员工作量的同时，可进一步提高输入的可靠性。

(2)系统硬件的维护和扩充功能，可以兼容更多的输入／输出设备，系统的运行不受硬件设备的依赖和限制。

3.灵活性高：

(1)初步预警可自动进行分配，有效利用多用户的资源，避免等待处理信息过多时，产生拥堵的现象。

(2)系统具有移动终端，操作人员可以把终端和设备安装在笔记本中，方便对各通道的数据进行采集及录入。

(3)用户帐号密码重置和修改的功能。

(4)各通道数据的批量操作功能，可以大量减少操作人员的工作量。

4.安全性高：

(1)管理服务平台的管理系统，具有对各个检验服务平台进行监控的功能。如果某个平台的设备出现了问题，可以迅速的对该设备进行干预。

(2)管理人员权限管理功能，可以针对不用的管理人员，定义出不同组合的权限。严格的管理体系，是预警系统正常运行的基础。

(3)操作日志可自动生成，便于对各个用户的操作进行跟踪，可用于追溯操作人员的责任。

对于用户服务平台(私人医生平台)：

私人医生系统是用户与预警系统交互的主要平台。通过该平台，用户可以通过互联网随时了解自己的健康状况，并可与医师进行互动。

由于该平台实行的是每年三次的动态健康检查，因此能够实时提供出，疾病在自身免疫系统作用下的变化过程。

私人医生平台主要分为检测曲线、检测图片、趋势指向、个人信息所形成的综合检测结果。

体质曲线：

通过多次检测形成的曲线图，直观、便捷的展示出用户各次检测中的系统分值，以及每例细胞的信息(这是我们开发智能软件独有的一种表达方式)。用曲线表达健康转化的方式，通俗易懂很直观深受客户欢迎。

所提供的检测图片能够简单明了的展示出用户各次检测的图片，并提供了与标准图谱的比对功能。让用户得到准确、直观的认知。

利于疾病趋向性监视：

能够客观的显示出用户每项检测结果的疾病趋势指向。

医学系统分类分值：

通过系统内的细胞权重获得的系统分值，呈现预防医学领域的评价特点。

血液成分与组织形态分值：

根据细胞形态学的基础理论所标定的，该细胞分化生成过程中所发生的变异程度。与传统网络诊断方式的对比，本发明所具有的突出的技术效果和显著的进步是显而易见的。

Claims (10)

1.一种基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，包括由互联网连接的检验服务平台(1)、数据库服务器集群(2)、用户服务平台(3)和管理服务平台(4)组成；检验服务平台(1)以医师及检验设备(11)为中心，其特征在于，检验服务平台(1)以用于采取受检者血样或体细胞样本的超显微图像分析装置作为视频采集设备，其具有动态视频压缩技术，可动态选择的多种视频编码、解码器。

2.根据权利要求1所述基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，其特征在于，超显微图像分析装置作为视频采集对象为血片上反映出来细胞组织形态的变异和ROTS块，用以提示体内出现特异性的代谢紊乱的征兆。

3.根据权利要求1所述基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，其特征在于，所述视频采集设备兼容支持WDM并采用WDM标准图像设备接口连接于检验服务平台(1)中。

4.根据权利要求1所述基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，其特征在于，检验服务平台(1)通过IC卡和／或CA认证方式进行硬件加密和网络验证。

5.根据权利要求4所述基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，其特征在于，所述网络验证包括S50射频IC卡+密码的方式。

6.根据权利要求1、2、3或4所述基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，其特征在于，所述数据库服务器集群(2)包括数据库服务器(21)以及与其相联的存储器(22)；。

7.根据权利要求6所述基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，其特征在于，数据库服务器(21)的数据存储采用多服务器自动镜像同步技术。

8.根据权利要求6所述基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，其特征在于，所述数据库服务器集群(2)的存储器(22)采用多磁盘镜像热备、负载均衡技术以保护数据的存储安全。

9.根据权利要求1、2、3或4所述基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，其特征在于，所述用户服务平台(3)通过ADSL(32)与接收装置(31)连接。

10.根据权利要求9所述基于超显微图像分析方法的健康转化及预警系统，

其特征在于，所述接收装置(31)包括电脑、固定电话和移动电话机。

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