CN107818820A - 一种异构医疗设备数据采集平台 - Google Patents

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程浩
周立坤
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Abstract

本发明公开了一种异构医疗设备数据采集平台，分为三层结构，即表示层、逻辑层和数据链路层。可以开放式地不断扩展所能兼容的医疗设备种类，对所需采集的病人体征也能方便增减。数据链路层负责建立通信联接的建立，支撑技术包括排队机制、同步机制、异步机制等数据交换基础性支撑技术；逻辑层采用多线程机制，根据每台设备的私有通信协议进行逐一实现，对所需采集的数据进行获取；表示层对监护仪、呼吸机等不同设备又进行了同一化操作，该层不关心所需数据的来源性，而是重点定义所需配置的数据内容。通过这三层结构的交互通信和协同工作，数据采集平台就可以高效工作，兼有了灵活性和兼容性，帮助医院在需要时把多种医疗设备产生的数据数字化。

Description

一种异构医疗设备数据采集平台
技术领域
本发明涉及异构数据采集技术，尤其涉及两种以上设备数据采集平台。
背景技术
IT系统在医疗行业的应用在中国兴起差不多已经有20多年的历史。比如医院信息系统(HIS,Hospital Information System)，中国差不多90％的医院都宣称已经拥有这套系统，HIS主要是偏向“人、财、物”的管理，而面向临床、面向患者的信息系统的投资热潮则是刚刚兴起，各级医院对临床管理信息系统的需求都在不断增长中。绝大部分医院在临床系统的信息化方面还很落后，很多繁琐重复的护理和监护工作都由手工完成，不仅效率低下，而且容易出错，也无法形成有用的数据资料库便于医院进行科研教学。这其中的核心瓶颈是医院里存在种类繁多的医疗设备，各厂家医疗设备尤其是监护仪、麻醉机和呼吸机等设备实时产生大量病人体征信息，这些信息在各种病人手术，监护急救中需要高频率地记录下来，现状是各个厂家的数据通信协议都是私有协议，甚至同一厂家的不同型号的监护仪、麻醉机和呼吸机通信协议也不兼容，同时一家医院的同一科室里也存在多种厂家的设备，这种异构的医疗设备环境极大阻碍了医院信息化的发展，也耗费了大量医护人员的精力来记录各种数据。如何解决这种异构环境下的的采集接收问题是现阶段医院数字化和信息化项目建设中的关键问题，但迄今为止依然没有一种可以适应大多数情况下数据采集的通用软件工具出现。
发明内容
本发明目的是旨在提供了一种能够从异构医疗设备数据采集的工具，可以将多种医疗设备产生的数据数字化，极大减轻了医护人员的工作负担。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种异构医疗设备数据采集平台，包括，
数据链路层，负责建立每一台异构的医疗设备的通信联接；
逻辑层，采用多线程机制，从若干个异构的医疗设备中采集不同的数据，每个设备引擎独立连续运行，不断获取各种异构的医疗设备的病人体征信息和设备的配置信息，存储到底层数据库或指定的其他传输媒介中；
表示层，直接从数据库中获取数据。
本数据采集平台分为三层结构，即表示层、逻辑层和数据链路层。可以开放式地不断扩展所能兼容的医疗设备种类，对所需采集的病人体征也能方便增减，现阶段通过X5、RS232或者RJ45物理接口结合各个厂家的数据输出协议整合各主流品牌、型号的监护设备及床边医疗(如主流监护仪GE,Philips,Drager，宝莱特和迈瑞等的病人体征数据采集，还有其他医疗设备如呼吸机、麻醉机等)，实现采集、分析和存储患者生命体征数据(如：心率、血压、体温、中央静脉压、肺动脉压)及生理状况信息(如：呼吸率、潮气量)的功能，利用网络实现远程监护，并在网络终端完整呈现病人各种临床数据和波形图像实现患者的各种体征信息数据；此外还能针对监护工作的特点，提供反映病情变化的各种生命体征变化图。
逻辑层是基于数据链路层进行具体细化，采用多线程机制，根据每台设备的私有通信协议进行逐一实现，对所需采集的数据进行获取，比如监护仪经常需要采集的心率、血压、体温、血氧饱和度、中央静脉压、肺动脉压等数据，呼吸机经常需要采集的呼吸比、气道压、潮气量、呼气末正压、吸入氧浓度等数据。不同厂家的数据采集模块是独立运行在单独的线程中，互相不干扰。对通信端口和资源的使用也是独占的，基于这种理念设计的逻辑层可以包容形形色色、千差万别的医疗设备，形成一个设备池，供应用层在需要时候随取随用。
进一步限定，所述表示层包括数据采集工具，数据采集工具用于解析数据源的抽取元数据。
进一步限定，所采集的数据是独立于多种医疗设备的元数据，而且具有动态可扩展性。
进一步限定，所述逻辑层包括多种医疗设备的采集程序接口工具、应用程序接口工具，所述应用程序接口工具在数据源提供程序调用接口，应用程序接口工具对所述程序调用接口进行封装和调用以获取数据，所述数据源按照接入规范提供的数据库接口实现数据源与数据采集平台之间的数据交换。
进一步限定，所述数据链路层的支撑技术包括排队机制、同步机制、异步机制等数据交换基础性支撑技术，并支持FTP、HTTP、File Stream、Socket、Serial Port等常见数据传输方式，支持断点续传，如对TCP/IP通信需要建立好通用的对端IP地址，设置好可配置的收发端口号，典型的是Philips和迈瑞公司的监护仪就是通过该机制传输数据。对串行通信口需要制定串口号，波特率，数据位，停止位和流控参数，在需要收发的时候能够打开和关闭端口，典型的是GE公司的监护仪，就是通过串行端口收发数据。
进一步限定，所述数据逻辑层中还包括数据管道工具，采集出来的数据加密放入数据管道工具与数据源建立数据结构匹配关联，通过数据源和数据采集平台的字段匹配将数据从数据源导入数据采集平台，得到的原始数据流存储在数据库中供表示层使用。系统的异构性和主要实现的就是逻辑层的部分，随着时间和需求的推移，可以增加更多新型医疗设备在该层。
进一步限定，所述的数据库为Oracle、MS SQL Server、Access数据库的一种。
进一步限定，表示层对监护仪、呼吸机等不同设备又进行了同一化操作，该层不关心所需数据的来源性，而是重点定义所需配置和采集的体征信息，比如表示层中需要血氧饱和度，该层就不需要关心这个参数是来自于GE的监护仪还是迈瑞的监护仪，所有差异化在逻辑层都已打包分类处理好，系统只需在指定的数据库中取得该数据即可，同时该层对整个采集平台所需配置的医疗设备进行了选取，指定应被激活工作的逻辑层线程即可。
本发明通过这三层结构的交互通信和协同工作，数据采集平台就可以高效工作，兼有了灵活性和兼容性，帮助医院在需要时把多种医疗设备产生的数据数字化。极大减轻了医护人员的工作负担。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本发明的构架图；
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
如图1所示，一种异构医疗设备数据采集平台，包括：数据链路层、逻辑层、表示层。
数据链路层，负责通过X5、RS232或者RJ45物理接口结合各个厂家的数据输出协议与各主流品牌、型号的监护设备及床边医疗(如图1所示，包括迈瑞监护仪、飞利浦监护仪、GE监护仪、宝莱特监护仪、Drager监护仪、GE麻醉机、Drager麻醉机、Drager呼吸机、输液泵、血气分析仪等)建立通信联接，其支撑技术包括排队机制、同步机制、异步机制等数据交换基础性支撑技术，并支持FTP、HTTP、File Stream、Socket、Serial Port等常见数据传输方式，支持断点续传，如对TCP/IP通信需要建立好通用的对端IP地址，设置好可配置的收发端口号，典型的是Philips和迈瑞公司的监护仪就是通过该机制传输数据。对串行通信口需要制定串口号，波特率，数据位，停止位和流控参数，在需要收发的时候能够打开和关闭端口，典型的是GE公司的监护仪，就是通过串行端口收发数据。
逻辑层，是基于数据链路层进行具体细化，采用多线程机制，根据每台设备的私有通信协议进行逐一实现，对所需采集的数据进行获取，比如监护仪经常需要采集的心率(BMP)、血压(BP)、体温(T)、血氧饱和度(SPO2)、中央静脉压(CVP)、肺动脉压(PAP)、无创血压(NIBP)、脉搏(Pulse)等数据，呼吸机经常需要采集的呼吸比(MV)、气道压(AP)、潮气量、呼气末正压(PEEP)、吸入氧浓度(FIO2)等数据。不同厂家的数据采集模块是独立运行在单独的线程中，互相不干扰。对通信端口和资源的使用也是独占的，基于这种理念设计的逻辑层可以包容形形色色、千差万别的医疗设备，形成一个设备池，供应用层在需要时候随取随用。同时逻辑层内部采用模块化和面向对象的概念，将采集出来的数据加密放入数据管道工具与数据源建立数据结构匹配关联，通过数据源和数据采集平台的字段匹配将数据从数据源导入数据采集平台，得到的原始数据流可存储在Oracle、MS SQL Server、Access等数据库中供表示层使用，系统的异构性和主要实现的就是逻辑层的部分，随着时间和需求的推移，可以增加更多新型医疗设备在该层。
具体的，逻辑层包括多种医疗设备的采集程序接口工具、应用程序接口工具，所述应用程序接口工具在数据源提供程序调用接口，应用程序接口工具对所述程序调用接口进行封装和调用以获取数据，所述数据源按照接入规范提供的数据库接口实现数据源与数据采集平台之间的数据交换。
表示层，对监护仪、呼吸机等不同设备又进行了同一化操作，该层不关心所需数据的来源性，而是重点定义所需配置和采集的体征信息，比如表示层中需要血氧饱和度，该层就不需要关心这个参数是来自于GE的监护仪还是迈瑞的监护仪，所有差异化在逻辑层都已打包分类处理好，系统只需在指定的数据库中取得该数据即可，同时该层对整个采集平台所需配置的医疗设备进行了选取，指定应被激活工作的逻辑层线程即可。
表示层中包括数据采集工具，数据采集工具用于解析数据源的抽取元数据。
所采集的数据是独立于多种医疗设备的元数据，而且具有动态可扩展性。
本发明的数据采集平台通过表示层、逻辑层、数据链路层三个层面，多种采集方式的组合运用来达到从各种异构数据源中采集数据的目的。每个医疗设备可以对应不同的数据流程和格式要求。
以上对本发明提供的一种异构医疗设备数据采集平台进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种异构医疗设备数据采集平台，其特征在于：包括，
数据链路层，负责建立每一台异构的医疗设备的通信联接；
逻辑层，采用多线程机制，从若干个异构的医疗设备中采集不同的数据，每个设备引擎独立连续运行，不断获取各种异构的医疗设备的病人体征信息和设备的配置信息，存储到底层数据库或指定的其他传输媒介中；
表示层，直接从数据库中获取数据。
2.根据权利要求1所述的一种异构医疗设备数据采集平台，其特征在于：所述表示层包括数据采集工具，数据采集工具用于解析数据源的抽取元数据。
3.根据权利要求2所述的一种异构医疗设备数据采集平台，其特征在于：所采集的数据是独立于多种医疗设备的元数据，而且具有动态可扩展性。
4.根据权利要求3所述的一种异构医疗设备数据采集平台，其特征在于：所述逻辑层包括多种医疗设备的采集程序接口工具、应用程序接口工具，所述应用程序接口工具在数据源提供程序调用接口，应用程序接口工具对所述程序调用接口进行封装和调用以获取数据，所述数据源按照接入规范提供的数据库接口实现数据源与数据采集平台之间的数据交换。
5.根据权利要求1所述的一种异构医疗设备数据采集平台，其特征在于：所述数据链路层包括排队机制、同步机制、异步机制数据交换基础性支撑技术，并支持FTP、HTTP、FileStream、Socket、Serial Port数据传输方式，以及断点续传。
6.根据权利要求4所述的一种异构医疗设备数据采集平台，其特征在于：所述数据逻辑层中还包括数据管道工具，采集出来的数据加密放入数据管道工具与数据源建立数据结构匹配关联，通过数据源和数据采集平台的字段匹配将数据从数据源导入数据采集平台，得到的原始数据流存储在数据库中供表示层使用。
7.根据权利要求6所述的一种异构医疗设备数据采集平台，其特征在于：所述的数据库为Oracle、MS SQL Server、Access数据库的一种。
8.根据权利要求1所述的一种异构医疗设备数据采集平台，其特征在于：表层同时对整个采集平台所需配置的医疗设备进行了选取，指定应被激活工作的逻辑层中的线程。
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