CN106254229B - 一种医疗通信网关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医疗通信网关，包括扁长方体状壳体以及设置在壳体内的电路板，电路板上设置有中间件服务器、通信模块、存储器、DICOM网关以及电源模块，壳体的侧壁上电源接口、RJ45接口以及多个USB接口；所述电源接口与电源模块的输入端连接，中间件服务器分别与电源模块、通信模块、存储器、DICOM网关以及RJ45接口连接，USB接口连接DICOM网关。本发明安装简易、成本低廉、维护方便，能够满足基层医疗卫生机构的需求，实现与区域卫生信息平台的对接；并且，大大降低了对技术人员的要求，提高了管理上的便捷性，有利于当前医疗体制改革工作的实施。

Description

一种医疗通信网关

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种应用于医疗卫生行业基层医疗机构的通信网关。

背景技术

国家卫计委制定总体框架，建设国家、省、地市和县四级人口健康信息平台，以四级平台作为六大业务应用纵横连接的枢纽，以居民健康卡为群众享受各项卫生计生服务的联结介质，形成覆盖各级各类卫生计生机构高效统一的网络，实现业务应用的互联互通、信息共享和有效协同。在此政策推动下，国内不少省、市、区(县)也已大力投入区域卫生信息平台建设，建立了电子病历、电子健康档案管理、区域影像和检验共享、预约挂号和双向转诊等业务系统，跨医疗卫生机构、跨地域之间的医疗卫生业务协同也在不断推进中。

目前，基层医疗机构(如乡镇卫生院、社区卫生服务中心、村卫生室等)接入区域卫生信息平台主要是通过购买服务器，再由医疗信息化软件厂商安装专业软件，实现数据的采集和上传。与此同时，随着基层医疗结构产生的检验检查设备数据日益增多，对网络带宽也提出了更高的要求。但是，由于各地区基层医疗卫生机构财力有限，购买服务器、部署优质网络对他们来说有一定的资金压力；另外，由于缺乏高素质的信息维护人员，难以确保设备与软件的正常运行。这样一来，基层医疗机构就制约了区域卫生信息平台的发展。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种安装简易、成本低廉、维护方便的医疗通信网关，以满足基层医疗卫生机构的需求，实现与区域卫生信息平台的对接。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种医疗通信网关，包括扁长方体状壳体以及设置在壳体内的电路板，电路板上设置有中间件服务器、通信模块、存储器、DICOM网关以及电源模块，壳体的侧壁上电源接口、RJ45接口以及多个USB接口；所述电源接口与电源模块的输入端连接，中间件服务器分别与电源模块、通信模块、存储器、DICOM网关以及RJ45接口连接，USB接口连接DICOM网关。

上述医疗通信网关，所述电路板上还设置有串接在USB接口与DICOM网关之间的密码锁。

上述医疗通信网关，所述电路板上还设置有与中间服务器连接的实时监控模块和报警模块。

上述医疗通信网关，所述壳体的侧壁上还设置有VGA接口。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明安装简易、成本低廉、维护方便，能够满足基层医疗卫生机构的需求，实现与区域卫生信息平台的对接；并且大大降低了对技术人员的要求，提高了管理上的便捷性，有利于当前医疗体制改革工作的实施。密码锁的设置，可防止非技术人员对装置内数据进行拷贝，保证了医疗信息的保密性。

附图说明

图1为本发明的电原理框图；

图2为本发明外观结构示意图。

其中：1、壳体，2、电源接口，3、RJ45接口，4、VGA接口，5、USB接口，6、工作指示灯，7、开关按钮，8、通风窗。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种医疗通信网关，其外观结构如图2所示，包括扁长方体状壳体1以及设置在壳体内的电路板，壳体的侧壁上电源接口2、RJ45接口3、VGA接口4、USB接口5、工作指示灯6以及开关按钮7，壳体的顶板上可设有网格状通风窗8。

电路板上设置有中间件服务器、密码锁、通信模块、实时监控模块、存储器、DICOM网关、报警模块以及电源模块；各部件之间的连接关系如图1所示，具体为：电源接口与电源模块的输入端连接，电源模块的输出端与中间件服务器连接，为其以及其他部件直接或间接提供工作电压；中间件服务器分别与通信模块、实时监控模块、存储器、DICOM网关、报警模块、VGA接口以及RJ45接口连接，USB接口与DICOM网关连接，密码锁串接在USB接口与DICOM网关之间。RJ45接口用于连接网络交换机，VGA接口用于连接显示器，USB接口用于连接键盘以及各检验检查设备，通信模块通过无线网络与客户端相互通信。

中间件服务器是本发明的核心部件，嵌装有支持并发访问的标准服务程序，负责整个系统的业务功能分析预处理。服务程序的设计本身与业务流程无关，业务分析执行完全由脚本控制，服务程序通过解释执行业务脚本来分析处理业务流程，错误的业务流程不会引起服务程序的正常运行，非常稳定，便于系统业务功能的扩展。

中间件服务器通过在网络上提供TCP、SPX协议的服务端口，接收并分析经USB接口以及DICOM网关传输的客户端的业务请求，使用自身的资源(业务脚本、数据库、数据文件)执行请求，并将结果返回给客户端，同时通过RJ45接口传输至网络交换机，从而实现将医疗信息传输至区域卫生信息平台。中间件服务器主要有以下功能特点。

1)采用标准的通讯协议，支持TCP、SPX两种通讯协议。

2)采用多线程、资源池的方式支持多点并发访问，系统效率非常高，装置之间相互容错，自动负载均衡，所有的客户终端自动连接最快且有效的应用服务器中间件平台，不需要额外的软件、硬件投入，保证系统的低投入，高效率、稳定可靠运行，通过使用双网卡，实现数据存储网络(PACS/HIS数据库，磁盘陈列等服务器运行的网络)与工作网络(各终端站点连接的网络)的物理分离，提高系统和数据的安全性，同时可以增加网络带宽，提高系统效率。

3)根据应用规模，便于系统容量的扩展；采用业务脚本解释器，非常方便业务流程的扩充和变更。

4)能够同时访问PACS和HIS数据库，轻松实现信息通讯系统整合，访问HIS支持HL7标准；支持访问SQL Server、Sybase、Oracle、DB2和My SQL数据库；支持通过Web Service,COM+与.net的集成或通过SOA体系架构同.net系统进行互操作；支持分布式的事务，能够跨越多种的资源类型(如数据库、消息等)；支持多种数据库隔离级别；支持文字到语音实时转换服务(TTS)。

5)采用Microsoft CAPICOM组件对通信客户端进行身份验证。CAPICOM可以对传输的数据进行数字签名、对代码签名、验证数字签名、包封保密数据、对数据进行散列处理、加密及解密数据等，保存影像数据传输的安全性。

6)支持定时自动运行，客户终端自动搜索应用服务器中间件平台，减少了系统的维护管理工作量；支持短信息广播功能，发送消息到连接的客户终端；支持影像数据的自动多点传送，提高数据传送效率；支持客户端通信连接认证，支持数据加密码压缩传输；支持应用服务器中间件平台级连，实现应用服务程序之间交换信息；支持终端软件自动升级服务。

DICOM网关实现了DICOM3标准中的所有功能，可以并行接收影像设备的影像数据并存储，其功能主要体现在以下几点：1)采有多线程技术支持

C-STORE，C-GET，C-MOVE，C-FIND和WORK LIST、MPPS请求功能的并发访问；2)接收到的影像数据支持DICOM DIR标准存储；3)影像数据的存储完全符合DICOM3标准，保证影像文件的通用性；4)完全与应用服务器接合，可对C-FIND和WORK LIST等功能编写业务脚本实现与数据库系统的连接，降低了系统的整合成本和技术难度；5)支持客户端DICOM通信连接认证，保证数据访问的安全性。

中间件服务器还可通过USB接口连接键盘，进行数据的手动输入；通过存储器进行数据缓存；通过VGA接口连接显示器，进行数据显示。

中间件服务器还可通过通信模块与客户端进行信息交换。通信模块是客户端程序与中间件服务器进行信息交换的桥梁，系统中所有客户端都直接与中间件服务器连接，不能直接访问数据库服务器，通信模块是客户端应用程序接入系统不可缺少的功能模块。其功能主要包括：自动搜索整个网络中的中间件服务器，客户端无需配置服务器地址参数；支持多对多连接，自动连接最快的中间件服务程序，配合中间件实现互载均衡和容错；支持TCP、SPX网络协议，数据加密/压缩传输；接收、发送短信息，包括系统状态、错误、性能报告等信息；对客户端操作系统依赖性，无需安装第三方组件；与用户端系统程序无缝集成。

客户端在向中间件服务器发送业务请求时，需要先创建通信连接，具体连接过程如下：

第一步，客户端启动后，调用通信模块初始化函数；

第二步，通信模块广播通信包，查询网络中的中间件服务器；

第三步，中间件服务器将自身的通信参数和状态返回给通信模块；

第四步，通信模块初始化完成返回初始化结果给客户端；

第五步，客户端调用通信模块发送函数发送功能请求；

第六步，通信模块在通信连接没有建立的情况下开始选择最快的服务器发送连接请求；

第七步，中间件服务器根据配置检查是否需要身份验证，如果需要，则申请存储器连接并采用Microsoft CAPICOM组件对通信客户端进行身份验证；

第八步，初期身份验证成功后，将返回通信参数给通信模块(包括加密压缩模式、MAC校验KEY等)，如果验证不成功，则拒绝连接；

第九步，连接创建成功后，通信模块将客户端的功能请求发送到中间件服务器，并完成客户端的发送功能请求；

第十步，客户端调用通信模块接收数据函数等待结果返回；

第十一步，中间件服务器接收业务请求后，执行业务脚本，由脚本控制申请存储器连接并执行对应SQL语句，将返回结果发送给通信模块；

第十二步，通信模块将结果返回给客户端，客户端根据返回结果接收所有结果并可发送下一功能请求。

当客户端下一次请求时，在通信正常的情况下和长连接模式下通信模块不需要重新连接中间件服务器，直接发送数据到中间件服务器。而创建新连接时，会完全重复此过程，在通信连接中断的情况下，会自动重新连接，每次连接都会重新选择最快的中间件服务器，如果网络中存在多个中间件服务器，一个客户端有可能同时连接多个中间件服务器，以保证系统的高效性。

当然，中间件服务器也可以主动发送业务请求到客户端，此时，需要将业务请求先存入到存储器中指定的数据表中，然后中间件服务器定时扫描此数据表，并将结果发送至已经建立通信连接的客户端。要使用此功能，必须在长连接通信模式(通信连接一旦建立，不会随着一次请求的完成而关闭，会一直保持连接)下进行，并在中间件服务器启用主动扫描服务器中的请求功能。处理过程如下：

第一步，中间件服务器启动后，从“数据库连接池”分配数据库连接句柄；

第二步，中间件服务器启动数据扫描线程，在规定的时间隔内扫描一次数据库中的请求数据表；

第三步，如果数据表中有请求，将取出请求数据，根据请求的客户端标识，在“长连接客户连接信息表”中查询该客户是否在线连接，如果没有连接，在数据库系统中设置处理失败标志，否则将请求数据存入“长连接客户连接信息表”的缓冲中；

第四步，负责监控客户端连接状态的线程，会查询缓冲中是否有数据要发送到客户端，如果有，将数据发送到客户端，并设置数据已发送标志；

第五步，客户端定时扫描中间件服务器发过来的主动请求数据，在接收到数据后不会应答中间件服务器的数据，只要分析接收到的数据执行相应的操作或向中间件服务器发出新的业务功能请求。

连接到本发明的所有客户端之间具有相互通信的能力客户端之间并不需建立直接的通信连接，是通过中间件服务器中转来实现的，当然，通过中转的传输效率会受到一定的影响，肯定没有直接连接速度快，但对一些实时性要求不是很高的数据传送或客户端之间不能建立直接通信连接的场合非常有用(例如：运行在Internet网络上的信息系统客户端之间的通信)。

在本发明中有两种模式来实现中间件服务器之间的通信：数据落地转发和数据不落地转发通信模式。数据落地是指数据在经过中转站会存储副本，即使在通信连接失败或通信系统错误的情况下，数据也不会丢失，在连接恢复的情况下可以继续发送；数据不落地则刚好相反，数据不会保存，随着通信连接的中断或通信系统的失效而丢失。不管采用何种模式进行转发通信，客户端都必须在中间件服务器之间采用长连接模式进行通信。

中间件服务器还可通过实时监控模块监测各部件的运行状态，在出现故障时发出报警信息，提醒作业人员及时处理。实时监控模块主要用于实时掌握整个系统的运行状态并监控系统运行过程中各功能模块的日志信息，在系统某一设备或功能失效故障时产生文字、声音警告，提醒管理人员及时处理，提高管理和维护工作效率，同时也是一个非常方便的系统诊断工具，主要功能为：实时监控系统所有服务器、终端系统的运行状态；错误运行日志收集、统一存储；对监视到的系统错误立即产生声音提示报警报警、邮件或短信间接提示；支持以短息的方式与所有终端进行交流。

Claims (4)

1.一种医疗通信网关，其特征在于：包括扁长方体状壳体以及设置在壳体内的电路板，电路板上设置有中间件服务器、通信模块、存储器、DICOM网关以及电源模块，壳体的侧壁上设置有电源接口、RJ45接口以及多个USB接口；所述电源接口与电源模块的输入端连接，中间件服务器分别与电源模块、通信模块、存储器、DICOM网关以及RJ45接口连接，USB接口连接DICOM网关；

所述中间件服务器还通过通信模块与客户端进行信息交换，客户端在向中间件服务器发送业务请求时，需要先创建通信连接，具体连接过程如下：

第一步，客户端启动后，调用通信模块初始化函数；

第二步，通信模块广播通信包，查询网络中的中间件服务器；

第三步，中间件服务器将自身的通信参数和状态返回给通信模块；

第四步，通信模块初始化完成返回初始化结果给客户端；

第五步，客户端调用通信模块发送函数发送功能请求；

第六步，通信模块在通信连接没有建立的情况下开始选择最快的服务器发送连接请求；

第七步，中间件服务器根据配置检查是否需要身份验证，如果需要，则申请存储器连接并采用Microsoft CAPICOM组件对通信客户端进行身份验证；

第八步，初期身份验证成功后，将返回通信参数给通信模块，如果验证不成功，则拒绝连接；

第九步，连接创建成功后，通信模块将客户端的功能请求发送到中间件服务器，并完成客户端的发送功能请求；

第十步，客户端调用通信模块接收数据函数等待结果返回；

第十一步，中间件服务器接收业务请求后，执行业务脚本，由脚本控制申请存储器连接并执行对应SQL语句，将返回结果发送给通信模块；

第十二步，通信模块将结果返回给客户端，客户端根据返回结果接收所有结果并可发送下一功能请求；

中间件服务器也可以主动发送业务请求到客户端，此时，需要将业务请求先存入到存储器中指定的数据表中，然后中间件服务器定时扫描此数据表，并将结果发送至已经建立通信连接的客户端；处理过程如下：

第一步，中间件服务器启动后，从“数据库连接池”分配数据库连接句柄；

第二步，中间件服务器启动数据扫描线程，在规定的时间隔内扫描一次数据库中的请求数据表；

第三步，如果数据表中有请求，将取出请求数据，根据请求的客户端标识，在“长连接客户连接信息表”中查询该客户是否在线连接，如果没有连接，在数据库系统中设置处理失败标志，否则将请求数据存入“长连接客户连接信息表”的缓冲中；

第四步，负责监控客户端连接状态的线程，会查询缓冲中是否有数据要发送到客户端，如果有，将数据发送到客户端，并设置数据已发送标志；

第五步，客户端定时扫描中间件服务器发过来的主动请求数据，在接收到数据后不会应答中间件服务器的数据，只要分析接收到的数据执行相应的操作或向中间件服务器发出新的业务功能请求。

2.根据权利要求1所述的一种医疗通信网关，其特征在于：所述电路板上还设置有串接在USB接口与DICOM网关之间的密码锁。

3.根据权利要求1所述的一种医疗通信网关，其特征在于：所述电路板上还设置有与中间服务器连接的实时监控模块和报警模块。

4.根据权利要求1所述的一种医疗通信网关，其特征在于：所述壳体的侧壁上还设置有VGA接口。