CN104462854B - 呼吸机信息集成处理系统 - Google Patents

Abstract

基于医疗信息集成规范的呼吸机信息集成处理系统，包括：1)患者监护设备技术框架角色模块，用于分别与呼吸机控制系统及呼吸机监控管理系统进行数据交互；2)HL7接口模块，用于构造角色模块的数据并传输至呼吸机监控管理系统，以及解析呼吸机监控管理系统的数据并传送给角色模块；3)应用接口模块，用于实现角色模块与呼吸机控制系统之间的数据交互，以及控制建立呼吸机与呼吸机监控管理系统之间的网络连接。通过采用上述结构，使得基于该系统设计的呼吸机具备基于标准的信息集成能力，即与呼吸机监控管理系统之间实现了“即插即用”的数据集成，使得呼吸机的网络化管理和远程监控管理成为可能。

Description

呼吸机信息集成处理系统

技术领域

本发明涉及呼吸机领域，特别是涉及一种基于医疗信息集成规范的呼吸机信息集成处理系统。

背景技术

呼吸机是医院抢救病人的关键设备，在现有的呼吸重症加强护理病房中，往往是通过呼吸机监控系统对多台分散的呼吸机进行集中管理，以便有效提高呼吸机监护水平，以及便于医护人员及时对病人采取救治措施。特别是，针对需要长期使用呼吸机的慢性呼吸性疾病的病人，通常采取居家照护呼吸治疗，此时便需要配套进行呼吸机的远程监护，以便病人在医护人员的远程指导下更好地完成慢性呼吸疾病的治疗。

但是，对于现有的呼吸机设备来说，基于其自身的设计限制，其并不具备信息集成能力，且不能与呼吸机监控系统之间进行“即插即用”的数据通信，从而大大阻碍了呼吸机网络化管理和远程监控管理的实现。

发明内容

为克服以上现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种基于医疗信息集成规范的呼吸机信息集成处理系统，其使得基于该信息集成处理系统设计的呼吸机设备具备基于标准的信息集成能力，与符合医疗信息集成规范的呼吸机监控管理系统之间实现“即插即用”的数据集成，从而降低了患者监护设备技术规范和标准的实施门槛，使得呼吸机的网络化管理与远程监控管理成为可能。

本发明的技术方案是：

一种基于医疗信息集成规范的呼吸机信息集成处理系统，其包括：

患者监护设备技术框架角色模块，所述角色模块依照医疗信息集成规范所定义的集成模式，分别通过应用接口模块与呼吸机控制系统之间、以及通过HL7接口模块与呼吸机监控管理系统之间进行数据交互；

HL7接口模块，用于将来自所述角色模块的符合医疗信息集成规范的有效数据构造为标准的HL7消息，通过网络传输至呼吸机监控管理系统；同时，还用于将来自呼吸机监控管理系统的符合HL7标准的消息解析为与所述角色模块相对应的有效数据，并传送给所述角色模块；以及

应用接口模块，用于实现所述角色模块与呼吸机控制系统之间的数据交互，以及用于控制建立呼吸机与呼吸机监控管理系统之间的网络连接。

如上所述的呼吸机信息集成处理系统，其特征在于：所述角色模块包括设备数据报告者角色、波形数据报告者角色、报警报告者角色、回顾数据用户角色和病人信息使用者角色。

如上所述的呼吸机信息集成处理系统，其特征在于：所述应用接口模块包括：

API下行数据接口，用于接受呼吸机控制系统的调用，将呼吸机控制系统的数据传送给所述角色模块的设备数据报告者角色、波形数据报告者角色、报警报告者角色、回顾数据用户角色和病人信息使用者角色；

API上行数据接口，用于接受呼吸机控制系统使用，将来自所述角色模块中的回顾数据用户角色和/或病人信息使用者角色的数据传送给呼吸机控制系统；

API控制接口，用于通过指定的网络通信IP地址、远程端口和本地端口控制建立呼吸机与呼吸机监控管理系统之间的网络连接。

如上所述的呼吸机信息集成处理系统，其特征在于：呼吸机控制系统通过所述API下行数据接口进行发送的数据包括以下类型数据：

发送至所述设备数据报告者角色的呼吸频率、潮气量、分钟通气量、气道压力、PEEP值及氧浓度参数类数据；

发送至所述波形数据报告者角色的压力、流量、容量、SpO2及EtC02波形类数据；

发送至所述报警报告者角色的报警类数据；

发送至所述回顾数据用户角色的请求设备配置参数类数据；和

发送至所述病人信息使用者角色的请求病人信息类数据。

如上所述的呼吸机信息集成处理系统，其特征在于：呼吸机控制系统通过所述API上行数据接口所接收的数据包括：

来自回顾数据用户角色的设备配置参数类数据；和/或

来自病人信息使用者角色的病人信息类数据。

如上所述的呼吸机信息集成处理系统，其特征在于：所述集成模式包括患者监护设备技术框架的术语映射集成模式、设备系统通信集成模式、波形内容模块集成模式、报警通信管理集成模式、回顾性数据查询集成模式，以及信息基础架构技术框架定义的病人身份查询集成模式。

如上所述的呼吸机信息集成处理系统，其特征在于：所述HL7消息遵循MLLP协议，并基于Socket进行TCP/IP的网络通信，用于实现所述HL7消息的网络传输。

本发明的有益效果是：本发明通过封装了医疗信息集成规范(患者监护设备技术框架)角色模块以及HL7接口模块，从而实现了患者监护设备技术规范角色功能和HL7相关功能，同时还通过为呼吸机控制系统提供简单易用的API接口，使得基于该呼吸机信息集成组件设计的呼吸机设备具备基于标准的信息集成能力，即能够与符合医疗信息集成规范的呼吸机监控管理系统之间实现“即插即用”的数据集成，从而大大降低了患者监护设备技术规范和标准的实施门槛，使得呼吸机的网络化管理与远程监控管理成为可能。

附图说明

图1为本发明实施例下的呼吸机信息集成处理系统的结构框图；

图2为设备系统通信集成模式角色事务图；

图3为波形内容模块集成模式波形结构定义示意图；

图4为报警通信管理集成模式角色事务图；

图5为回顾性数据查询集成模式角色事务图；

图6为病人身份查询集成模式角色事务图。

图中：患者监护设备技术框架角色模块1，HL7接口模块2，应用接口模块3。

具体实施方式

本发明公开了一种基于医疗信息集成规范的呼吸机信息集成处理系统，用于分别与呼吸机控制系统和呼吸机监控管理系统进行数据交互。该呼吸机信息集成处理系统包括了患者监护设备技术框架角色模块1、HL7(医疗信息交换标准)接口模块2和应用接口模块3三部分，具体为：

(1)患者监护设备技术框架角色模块，其中的每种角色依照医疗信息集成规范所定义的集成模式，分别通过应用接口模块与呼吸机控制系统之间、以及通过HL7接口模块与呼吸机监控管理系统之间进行数据交互。

(2)HL7(医疗信息交换标准)接口模块，用于将来自角色模块的符合医疗信息集成规范的有效数据构造为标准的HL7消息，通过网络传输至呼吸机监控管理系统；同时，还用于将来自呼吸机监控管理系统的符合HL7标准的消息解析为与角色模块相对应的有效数据，并传送给角色模块。

作为优选，上述HL7接口模块中的HL7消息构造与解析功能遵循患者监护设备技术框架所要求的HL7v2.6版本技术要求，从而实现了将角色模块中所得到的符合医疗信息集成规范的有效数据构造为标准的HL7消息，也可将符合HL7标准的消息解析为角色所对应的有效数据。并且进一步地，HL7消息通信遵循MLLP协议，基于Socket进行TCP/IP的网络通信，以实现HL7消息的网络传输。作为一种实施例，可选择NHAPI类库为HL7构造与解析工具，由于NHAPI最高支持到HL7V2.5版本，而本发明使用HL7V2.6版本，因此需要对NHAPI类库源代码进行修改升级以满足要求。

(3)应用接口模块，用于实现角色模块与呼吸机控制系统之间的数据交互，以及用于控制建立呼吸机与呼吸机监控管理系统之间的网络连接。

呼吸机的医疗信息集成规范(患者监护设备技术框架)角色如何选择与实现，是应用中的主要技术性问题。作为一种实施例，如图1所示，本发明的上述角色模块1包括了设备数据报告者角色、波形数据报告者角色、报警报告者角色、回顾数据用户角色和病人信息使用者角色。进一步地，呼吸机信息包括了下行方向的信息(即呼吸机控制系统通过HL7接口对外发送的信息)和上行方向的信息(即呼吸机控制系统通过HL7接口所接收到的信息)，其中，下行方向的信息有参数类数据、报警类数据、波形类数据、请求设备配置参数类数据、请求病人信息类数据；上行方向的信息有设备配置参数类数据和病人信息类数据。

基于上述角色模块1，对于上述呼吸机信息集成处理系统，其中的应用接口模块3包括：

API下行数据接口，用于接受呼吸机控制系统的调用，将呼吸机控制系统的数据传送给角色模块的设备数据报告者角色、波形数据报告者角色、报警报告者角色、回顾数据用户角色和病人信息使用者角色中的相应角色；

API上行数据接口，用于接受呼吸机控制系统使用，将来自角色模块中的回顾数据用户角色和/或病人信息使用者角色的数据传送给呼吸机控制系统；

API控制接口，用于通过指定的网络通信IP地址、远程端口和本地端口控制建立呼吸机与呼吸机监控管理系统之间的网络连接。因此，相应地，呼吸机控制系统通过API下行数据接口进行发送的数据包括：

发送至设备数据报告者角色的呼吸频率、潮气量、分钟通气量、气道压力、PEEP值及氧浓度参数类数据；

发送至波形数据报告者角色的压力、流量、容量、SpO2及EtC02波形类数据；

发送至报警报告者角色的报警类数据；

发送至回顾数据用户角色的请求设备配置参数类数据；和

发送至病人信息使用者角色的请求病人信息类数据。

呼吸机控制系统通过API上行数据接口所接收的数据包括：

来自回顾数据用户角色的设备配置参数类数据；和

来自病人信息使用者角色的病人信息类数据。

下面对具体实现上述数据交互的方法进行详细说明。上述这些信息或数据的传递按照医疗信息集成规范所定义的集成模式来实现，所选择的集成模式包括了患者监护设备技术框架的术语映射集成模式、设备系统通信集成模式、波形内容模块集成模式、报警通信管理集成模式、回顾性数据查询集成模式，以及信息基础架构技术框架定义的病人身份查询集成模式。

其中，术语映射集成模式规范了设备数据内容与标准术语ISO/IEEE 11073-10101MDC和UCUM之间的映射。术语映射集成模式通过与标准术语的映射，实现对设备和系统数据的约束，保证设备与系统对数据的统一理解，避免数据的二义性。

设备系统通信集成模式规范了各种不同医疗设备与医疗信息系统之间的互操作。如图2所示，设备系统通信集成模式将设备功能抽象为设备数据报告者角色，将信息系统功能抽象为设备数据使用者角色，通过PCD-01事务，使用HL7V2.6版本的ORU^R01消息来实现设备与信息系统之间的参数型数据的通信。

波形内容模块集成模式定义了波形数据结构和语义，如图3所示，可采用设备系统通信集成模式定义的设备数据报告者角色、数据使用者角色实现，通过PCD-01事务，使用HL7V2.6版本的ORU^R01消息进行波形类数据通信，每个波形部分采用一个OBR段标识，多个OBX段记录波形数据和参数，实现波形类数据的通信。

报警通信管理集成模式实现病人诊疗过程中报警信息的管理，将包含状态和事件的报警信息从医疗设备传送至信息系统。如图4所示，报警通信管理集成模式定义了报警报告者角色、报警管理者角色和报警终端角色，通过PCD-04事务，使用HL7V2.6版本的ORU^R40消息实现报警报告者角色与报警管理者角色之间的报警类数据的通信，通过PCD-06/07事务通过无线传输协议(WCTP)进行报警管理者角色和报警终端角色之间报警类数据的分发及状态报告。

回顾性数据查询集成模式实现设备从信息系统获取历史数据，其中定义了回顾数据响应者角色和回顾数据用户角色。如图5所示，回顾数据用户角色(如呼吸机设备)通过PCD-12事务，使用HL7V2.6版本的QBP^Q11消息向回顾数据响应者角色(如信息系统)发起回顾性数据查询请求。回顾数据响应者角色通过PCD-13事务，使用HL7V2.6版本的RSP^K16消息发送查询响应(如呼吸机的设置参数)至回顾数据用户角色。

病人身份查询集成模式定义了设备向病人信息服务器查询病人信息的方法，解决设备缺少输入手段或避免病人信息输入错误问题。如图6所示，病人身份查询集成模式定义了病人信息提供者角色和病人信息使用者角色，通过ITI-21事务，病人信息使用者角色使用HL7V2.6的QBP^Q21消息向病人信息提供者角色提交查询请求，病人信息提供者角色通过HL7V2.6的RSP^K22消息向病人信息使用者角色返回所查询的病人信息。

按照上述患者监护设备技术框架的定义，设备数据报告者角色通过API下行数据接口得到呼吸机控制系统所检测的各类呼吸参数如呼吸频率、潮气量、分钟通气量、气道压力、PEEP值、氧浓度等数据，通过HL7接口模块构造为HL7ORU^R01消息，并通过网络发送给呼吸机监控管理系统所实现的数据使用者角色，实现参数类数据的发送。

波形数据报告者角色通过API下行数据接口得到呼吸机控制系统所采集的压力、流量、容量、SpO2、EtC02等实时波形数据，通过HL7接口模块构造为HL7ORU^R01消息，并通过网络发送给呼吸机监控管理系统所实现的数据使用者角色，实现波形类数据的发送。

报警报告者角色通过API下行数据接口得到呼吸机控制系统检测到的报警信息，通过HL7接口模块构造为HL7ORU^R40消息，并通过网络发送给呼吸机监控管理系统所实现的报警管理者角色，实现报警类数据的发送。

回顾数据用户角色通过API下行数据接口得到请求设备配置参数类数据，调用HL7接口模块构造为QBP^Q11消息并经网络通信向呼吸机监控管理系统发起参数设置请求，并在HL7接口模块中通过委托接收RSP^K16消息，从中解析得到呼吸机设置参数，通过API上行数据接口发送给呼吸机控制系统，实现设备配置参数类数据的获取。

病人信息使用者角色通过API下行数据接口得到请求病人信息类数据，调用HL7接口模块构造为QBP^Q22消息并经网络通信向呼吸机监控管理系统发起病人信息查询请求，并在HL7接口模块中通过委托接收RSP^K22消息，从中解析得到病人信息，通过API上行数据接口发送给呼吸机控制系统，实现病人信息类数据的获取。

在程序实现上，对于上述API下行数据接口，具体包括了：发送呼吸参数的SendParametersMsg方法；发送报警参数的SendAlarmMsg方法；发送波形数据的SendWaveMsg方法；发送系统对设备的设置参数请求的SendQueryForSettingParametersMsg方法；以及发送获取病人信息请求的SendQueryForPatientInfoMsg方法。

对于上述API上行数据接口，则运用“委托机制”来实现，以将回顾数据用户角色或病人信息使用者角色接收到的数据通过该接口传送给呼吸机控制系统。其中，API上行数据接口分别定义了传送所请求的设备设置参数的DelegateReceiveSettingInfo委托，以及传送所查询的病人信息的DelegateReceivePatientInfo委托。

对于API控制接口，其通过指定的网络通信IP地址、远程和本地端口建立呼吸机与呼吸机监控管理系统的连接，为呼吸机控制系统提供建立和断开网络通信连接的控制接口。该API控制接口通过定义IHEClientConnect方法，按照指定的网络通信IP地址、远程端口号、本地端口号建立与呼吸机监控管理系统的连接；通过定义IHEDisConnect方法，实现对网络通信连接的断开。

综上所述，本发明通过封装了医疗信息集成规范(患者监护设备技术框架)角色模块以及HL7接口模块，从而实现了患者监护设备技术规范角色功能和HL7相关功能，同时还通过为呼吸机控制系统提供简单易用的API接口，使得基于该呼吸机信息集成组件设计的呼吸机设备具备基于标准的信息集成能力，即能够与符合医疗信息集成规范的呼吸机监控管理系统之间实现“即插即用”的数据集成，从而大大降低了患者监护设备技术规范和标准的实施门槛，使得呼吸机的网络化管理与远程监控管理成为可能。

本发明的基于医疗信息集成规范的呼吸机信息集成处理系统，可嵌入呼吸机或存储在呼吸机内部的存储装置中。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (1)

1.一种基于医疗信息集成规范的呼吸机信息集成处理系统，其包括：

患者监护设备技术框架角色模块，所述角色模块依照医疗信息集成规范所定义的集成模式，分别通过应用接口模块与呼吸机控制系统之间、以及通过HL7接口模块与呼吸机监控管理系统之间进行数据交互；

HL7接口模块，用于将来自所述角色模块的符合医疗信息集成规范的有效数据构造为标准的HL7消息，通过网络传输至呼吸机监控管理系统；同时，还用于将来自呼吸机监控管理系统的符合HL7标准的消息解析为与所述角色模块相对应的有效数据，并传送给所述角色模块；以及

应用接口模块，用于实现所述角色模块与呼吸机控制系统之间的数据交互，以及用于控制建立呼吸机与呼吸机监控管理系统之间的网络连接；

所述角色模块包括设备数据报告者角色、波形数据报告者角色、报警报告者角色、回顾数据用户角色；

回顾数据用户角色通过API下行数据接口得到请求设备配置参数类数据，调用HL7接口模块构造为QBP^Q11消息并经网络通信向呼吸机监控管理系统发起参数设置请求，并在HL7接口模块中通过委托接收RSP^K16消息，从中解析得到呼吸机设置参数，通过API上行数据接口发送给呼吸机控制系统，实现设备配置参数类数据的获取；

所述应用接口模块包括：

API下行数据接口，用于接受呼吸机控制系统的调用，将呼吸机控制系统的数据传送给所述角色模块的设备数据报告者角色、波形数据报告者角色、报警报告者角色、回顾数据用户角色和病人信息使用者角色；

API上行数据接口，用于接受呼吸机控制系统使用，将来自所述角色模块中的回顾数据用户角色和/或病人信息使用者角色的数据传送给呼吸机控制系统；

API控制接口，用于通过指定的网络通信IP地址、远程端口和本地端口控制建立呼吸机与呼吸机监控管理系统之间的网络连接；

呼吸机控制系统通过所述API下行数据接口进行发送的数据包括以下类型数据：

发送至所述设备数据报告者角色的呼吸频率、潮气量、分钟通气量、气道压力、PEEP值及氧浓度参数类数据；

发送至所述波形数据报告者角色的压力、流量、容量、SpO2及EtC02波形类数据；

发送至所述报警报告者角色的报警类数据；

发送至所述回顾数据用户角色的请求设备配置参数类数据；和

发送至所述病人信息使用者角色的请求病人信息类数据；

呼吸机控制系统通过所述API上行数据接口所接收的数据包括：

来自回顾数据用户角色的设备配置参数类数据；和/或

来自病人信息使用者角色的病人信息类数据；

所述集成模式包括患者监护设备技术框架的术语映射集成模式、设备系统通信集成模式、波形内容模块集成模式、报警通信管理集成模式、回顾性数据查询集成模式，以及信息基础架构技术框架定义的病人身份查询集成模式；

所述HL7消息遵循MLLP协议，并基于Socket进行TCP/IP的网络通信，用于实现所述HL7消息的网络传输。