CN113225262B - 一种骨损伤数据分级传输系统、方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种骨损伤数据分级传输系统、方法、设备及存储介质，包括数据监测模块、双向通信模块、数据分级模块、数据存储模块、警告生成模块以及用户终端；应用于对患者骨损伤数据的录入、传输和存储，可结合“望、触、动、量”骨损伤物理检查法所得数据与患者病史等重要数据，初步评估骨损病症及其严重性，根据初步评估结果将骨损伤数据进行分级和有序传输、存储或筛除，可减少数据冗余、提升传输速度和后期诊断速度与准确度；通过改变数据传输信道来适应数据流量异常增大时的数据上传，通过多信道实现大流量数据的上传，具有信道自动调节功能，降低了数据丢失率。

Description

一种骨损伤数据分级传输系统、方法、设备及存储介质

技术领域

本发明属于数据传输技术领域，尤其涉及一种骨损伤数据分级传输系统、方法、设备及存储介质。

背景技术

当前，车祸、坠落、意外摔倒等创伤事件造成大量骨损伤病例，又因为骨科独具的“望、触、动、量”四步骨损伤物理检查法，即以望诊观察骨损处及对侧部的对称性、活动度、有无肿块等直观特征，以触诊判断疼痛深度、范围和性质，以动诊比较关节两侧活动和肌收缩力，以量诊量化患处肢体长度和关节运动幅度，使每个病例产生大量包括肢体周径、疼痛强度在内的骨损伤数据，进而对骨损伤数据传输、保存提出较高要求。

为了保证骨损伤数据传输的高保真率，应当构建稳固的数据传输通道(信道)；此外，当突发群体创伤事件(例如地震、车祸)时，短时间内产生的大量骨损伤数据要求信道须有一定的自动调节性，否则信道易崩溃，致使数据丢失。然而，当前数据传输系统多数无法自动调节信道，以应对突发事件中过量的骨损伤数据，未筛除的冗余骨损伤数据加剧了信道阻塞，医师、信息工程师也无法及时获悉信道异常以致崩溃等情况，这使得骨损伤数据失真仍常有发生。此外，现有骨科数据传输系统并未对数据按照骨损伤程度进行分级，在意外创伤事件产生大量骨损伤病例时，难以判断不同患者骨损伤的严重性及其对生命的危害性，容易延误病人救治时间，造成病情加重。

综上，开发出能够自动调节信道的骨损伤数据传输、分级系统尤为重要。现有数据传输系统多通过对比数据流量和既定阈值来判断数据异常，方法单一且易遗漏异常数据，如现有技术1(申请号：CN201811532704.8公开号：CN109474478A)公开了一种用于监测传输数据异常的方法、装置和系统，其通过流量与阈值的比较判断异常，侦测的异常数据缺乏完备性。其次，现有解决数据传输异常的方案局限于信道切换与信息暂存，仅能实现无序数据的分批上传，不涉及信息分类与优先分级，如现有技术2(申请号：CN201510294116.5公开号：CN104967672A)公开一种能优选信道和存储数据的健康数据传输系统和方法，仅说明多种信道切换情况与信息存储的异常解决方法，对数据无选择性筛分，数据流过大时仍可能出现数据丢失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种骨损伤数据分级传输系统、方法、设备及存储介质，以克服传统数据传输时信道无法自动调节导致数据丢失，以及无法进行数据分级导致难以根据数据判断骨损伤严重程度，延误救治时间的问题。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种骨损伤数据分级传输系统，包括：

数据监测模块，用于获取骨损伤数据，并实时监测骨损伤数据流量，根据所述骨损伤数据流量判断是否存在异常，如果存在异常，则激活双向通信模块，并将所述骨损伤数据传输给所述双向通信模块；如果不存在异常，则将所述骨损伤数据传输给数据分级模块；

双向通信模块包括多信道，用于通过多信道将所述骨损伤数据上传至所述数据分级模块；

数据分级模块，用于提取所述骨损伤数据中的基本信息，确定所述骨损伤数据的检测项目和检测部位的具体类型，并根据所述骨损伤数据的实际检测值和对应的阈值范围按照重要程度对所述骨损伤数据进行分级，将分级后的所述骨损伤数据传输给数据存储模块；

数据存储模块，用于按照所述骨损伤数据的分级进行数据存储。

进一步地，所述数据监测模块，具体用于：

对每一时间段内的骨损伤数据流量取均值，如果所述流量均值超过预设流量阈值，则存在异常；

或者，对每一定容量内骨损伤数据监测一次数据流速，再对n次监测到的数据流速取均值，并求n次监测到的数据流速的标准差，该标准差除以流速均值得到变异系数，如果所述变异系数超过设定系数，则存在异常。

进一步地，所述双向通信模块包括蓝牙信道、4G/5G信道以及基于2.4G的多个开放信道；

根据数据流量大小按照蓝牙信道、4G/5G信道、基于2.4G的多个开放信道的优先级顺序进行数据上传。

进一步地，所述数据分级模块，具体用于：

判断所述骨损伤数据是否在对应的阈值范围内，如果是，则将该骨损伤数据归为第三级数据；否则根据所述骨损伤数据的阈值范围和实际检测值计算该骨损伤数据的偏差度；

如果所述偏差度＞第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第一级数据；

如果第二预设偏差＜所述偏差度≤第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第二级数据。

进一步地，所述骨损伤数据分级传输系统，还包括：

警告生成模块，用于在所述双向通信模块所有信道的总流量小于数据流量时激活，并产生警示信息，将所述警示信息传输给用户终端；

用户终端，用于显示分级后的骨损伤数据以及警示信息。

本发明还提供一种骨损伤数据分级传输方法，包括以下步骤：

获取骨损伤数据，并实时监测骨损伤数据流量；

根据所述骨损伤数据流量判断是否存在异常，如果存在异常，则激活多信道，并通过所述多信道进行骨损伤数据的传输；如果不存在异常，则直接进行所述骨损伤数据的传输；

提取所述骨损伤数据中的基本信息，确定所述骨损伤数据的检测项目和检测部位的具体类型，并根据所述骨损伤数据的实际检测值和对应的阈值范围按照重要程度对所述骨损伤数据进行分级；

按照所述骨损伤数据的分级进行数据存储。

进一步地，所述异常判断的具体实现过程为：

对每一时间段内的骨损伤数据流量取均值，如果所述流量均值超过预设流量阈值，则存在异常；

或者，对每一定容量内骨损伤数据监测一次数据流速，再对n次监测到的数据流速取均值，并求n次监测到的数据流速的标准差，该标准差除以流速均值得到变异系数，如果所述变异系数超过设定系数，则存在异常。

进一步地，所述分级的具体实现过程为：

判断所述骨损伤数据是否在对应的阈值范围内，如果是，则将该骨损伤数据归为第三级数据；否则根据所述骨损伤数据的阈值范围和实际检测值计算该骨损伤数据的偏差度；

如果所述偏差度＞第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第一级数据；

如果第二预设偏差＜所述偏差度≤第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第二级数据。

进一步地，所述骨损伤数据分级传输方法，还包括：

当所有信道的总流量小于数据流量时，产生警示信息；

显示分级后的骨损伤数据以及警示信息。

本发明还提供一种设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述骨损伤数据分级传输方法。

本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述骨损伤数据分级传输方法。

有益效果

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明骨损伤数据分级传输系统和方法，应用于对患者骨损伤数据的录入、传输和存储，可结合“望、触、动、量”骨损伤物理检查法所得数据与患者病史等重要数据，初步评估骨损病症及其严重性，根据初步评估结果将骨损伤数据进行分级和有序传输、存储或筛除，可减少数据冗余、提升传输速度和后期诊断速度与准确度；

通过改变数据传输信道(或通道)来适应数据流量异常增大时的数据上传，通过多信道实现大流量数据的上传，具有信道自动调节功能，降低了数据丢失率；

对骨损伤数据进行分级后，可进行数据的有序保存，能够获取严重程度高的骨损伤数据，对危害性大的患者进行及时救治，避免了病情加重。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中一种骨损伤数据分级传输系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1中基于均值-阈值和变异系数的骨损伤数据异常监测的流程图；

图3是本发明实施例1中多信道数据传输、存储、呈递的流程图；

图4是本发明实施例1中数据分级的流程图；

图5是本发明实施例1中警示信息发送、处理流程图；

图6是本发明实施例2中肘部损伤动诊示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于突发的群体创伤事件，短时间内会产生大量的骨损伤数据，要求信道须有一定的自动调节性，否则信道易崩溃，易导致数据丢失，缺乏数据完备性。然而，当前数据传输系统多数无法自动调节信道的功能，因此无法应对突发事件中过量的骨损伤数据，并且未筛除的冗余骨损伤数据加剧了信道阻塞，医师、信息工程师无法及时获悉信道异常等情况，这使得骨损伤数据失真、丢失仍常有发生。此外，现有骨科数据传输系统并未对数据按照骨损伤程度进行分级，在意外创伤事件产生大量骨损伤病例时，难以判断不同患者骨损伤的严重性及其对生命的危害性，容易延误病人救治时间，造成病情加重。

基于上述技术问题，本发明提供一种骨损伤数据分级传输系统及方法，根据数据流量判断是否有大流量数据传输，当有大流量数据传输时，激活双向通信模块，即激活多信道，通过多信道来进行大流量数据的传输，避免了数据丢失，能够存储更加完备的数据；当没有大流量数据传输时，则通过单信道来进行数据传输，使数据传输具有信道自动调节功能；通过对数据分级来进行数据的有序存储，能够获取严重性更高、危害性更大的数据，以便及时进行救治，避免了病情加重；并且在多信道无法满足大流量数据传输时产生警示信息，以便医生、信息工程师及时获知异常情况，并及时对异常情况进行处理。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例1

如图1所示，本实施例所提供的一种骨损伤数据分级传输系统，包括数据监测模块、双向通信模块、数据分级模块、数据存储模块、警告生成模块以及用户终端；数据监测模块分别与数据分级模块、双向通信模块通信连接；双向通信模块分别与数据分级模块、数据存储模块、警告生成模块通信连接；用户终端分别与双向通信模块、警告生成模块通信连接。

数据监测模块，用于获取骨损伤数据，并实时监测骨损伤数据流量，根据骨损伤数据流量判断是否存在异常，如果存在异常，则激活双向通信模块，并将骨损伤数据传输给双向通信模块；如果不存在异常，则将骨损伤数据传输给数据分级模块。

数据监测模块的硬件结构包括路由器、LED显示屏、数据流量处理器；路由器支持各种局域网和广域网接口，能够接收骨损伤原始数据流量信号；LED显示屏显示实时数据传输速度、流量值；数据流量处理器基于均值-阈值和变异系数的双重监测机制，判断骨损伤数据是否存在流量异常，如果存在异常，则切换至多信道，即激活双向通信模块，通过双向通信模块将大流量的骨损伤数据传输给数据分级模块；如果不存在异常，则不切换至多信道，即不激活双向通信模块，通过数据监测模块与数据分级模块之间的单信道进行小流量的骨损伤数据的传输。

如图2所示，对于骨损伤数据流量是否异常采用均值-阈值和变异系数的双重监测机制进行判断，均值-阈值的异常监测机制为：

对每1.5×10^-5秒内的骨损伤数据流量取均值，如果该流量均值超过预设流量阈值，则存在异常。本实施例中，预设流量阈值通过流速-数据失真率试验确定，在该试验中，设定一系列骨损伤数据传输的流速，通过计算、比较不同数据流速下的数据失真率(或丢失率)确定传输数据最合适的流速范围。

变异系数的异常监测机制为：每接收8bit骨损伤数据时监测一次数据流速，再对n次监测到的数据流速取均值，并求n次监测到的数据流速的标准差，该标准差除以流速均值得到变异系数，如果变异系数超过设定系数，则存在异常。采用变异系数来表示数据流速的波动性。数据流速是指数据的传输速率。

具体计算公式为：

其中，v_i表示n次监测到的数据流速的均值，n表示数据流速的监测次数，v_n表示第n次监测到的数据流速。

其中，σ表示n次监测到的数据流速的标准差。

本实施例中，设定系数为0.15，即求得的变异系数如果超过0.15，则表明异常。需要说明的是，只要有一个监测机制发现异常即可触发双向通信模块，以确保检测的准确性；若两个监测机制均显示正常，则重复上述异常监测机制过程以开始新一轮监测。

本实施例中，数据监测模块连接救护车、医院骨科检测设备等来获取骨损伤数据。

如图3所示，双向通信模块包括多信道，用于通过多信道将监测异常的骨损伤数据上传至数据分级模块。多信道包括蓝牙信道、4G/5G信道、基于2.4G的13个开放信道、以太网信道。通过蓝牙信道、4G/5G信道、基于2.4G的13个开放信道将异常的骨损伤数据上传至数据分级模块，通过以太网信道、4G/5G信道将存储在数据存储模块中的骨损伤数据呈递给用户终端。

为了避免各信道之间的信号干扰，各信道的工作频率不同，如果信道之间的工作频率相同，则其中一个信道向另一个信道发送工作时间片信息，例如蓝牙信道的工作频率与基于2.4G的13个开放信道的工作频率相同，则蓝牙信道向基于2.4G的13个开放信道发送工作时间片信息。工作时间片是指分时操作系统给进程分配的CPU时间，表示多个通道同时工作时，系统使多个信道的工作穿插进行，宏观上看起来像是同时工作，实际上是先一个信道工作，然后另一个信道工作，轮番交替。

示例性的，蓝牙信道选用主芯片型号为STM32F103C8的蓝牙模块，蓝牙模块上存储器容量为64KB，工作电压2V～3.6V，工作温度为-40℃～85℃。

示例性的，4G/5G信道的工作频段分别为2575MHz～2635MHz、4.8GHz～5GHz。4G信道标准带宽为5MHz、扩展带宽20MHz；5G标准带宽40MHz、扩展带宽80MHz。

示例性的，基于2.4G的13个开放信道的工作频段为2.405GHz～2.485GHz，每信道的中心频率间隔5MHz，信道标准带宽22MHz，扩展带宽40MHz。

控制蓝牙信道的工作频率与基于2.4G的13个开放信道的工作频率不同，以避免相互之间的信号干扰。

以太网信道为交换式以太网，可进行网络速率为10/100/1000兆的自适应通讯服务。

如图3所示，利用多信道将流量异常的骨损伤数据上传给数据分级模块时，按照多信道的优先级顺序进行数据上传，优先级顺序为蓝牙信道、4G/5G信道、基于2.4G的13个开放信道。设骨损伤数据的流量为Q₀，蓝牙信道的流量为Q₁，4G/5G信道为Q₂，基于2.4G的13个开放信道为Q₃，即如果骨损伤数据的流量Q₀小于蓝牙信道的流量Q₁，则骨损伤数据由蓝牙信道上传给数据分级模块；如果骨损伤数据的流量Q₀大于蓝牙信道的流量Q₁，则(Q₀－Q₁)部分的数据由4G/5G信道上传给数据分级模块；如果(Q₀－Q₁)部分的数据的流量仍然大于4G/5G信道的流量，则(Q₀－Q₁－Q₂)部分的数据由基于2.4G的13个开放信道上传给数据分级模块；如果(Q₀－Q₁－Q₂)部分的数据的流量仍然大于基于2.4G的13个开放信道的流量，则激活警告生成模块，并通过用户终端提示医生和信息工程师及时发现信道异常问题，并及时处理。

医生通过用户终端获取骨损伤数据时，也是按照优先级顺序来进行的，优先级顺序为太网信道、4G/5G信道，优先通过以太网信道从数据存储模块中提取数据呈递给用户终端，当所呈递的数据的流量大于以太网信道的流量时，大于的部分由4G/5G信道呈递给用户终端。如果以太网信道故障，则所有数据均通过4G/5G信道呈递。

数据分级模块包括但不限于MySQL、Oracle、DB2、SQL Server数据库管理系统等，考虑到通用性，数据分级模块选用基于SQL Server数据库管理系统，用于提取骨损伤数据中的基本信息，确定骨损伤数据的检测项目和检测部位的具体类型，并根据骨损伤数据的实际检测值和对应的阈值范围按照重要程度对骨损伤数据进行分级，将分级后的骨损伤数据传输给数据存储模块。

如图4所示，数据分级模块又包括基本信息提取单元、检测数据分类单元以及重要程度分级单元。基本信息提取单元用于从骨损伤数据中提取患者的基本信息，基本信息包括姓名、年龄、性别、身份证号、就诊卡号等。检测数据分类单元用于根据数据的具体值确定检测项目和检测部位的具体类型，检测项目包括关节活动度、肢体周径、肢体长度、压痛点、提携角角度等具体类型，检测部位包括肘关节、腕关节、颈部等具体类型。

示例性的，骨损伤数据为肢体长度数据、周径数据、关节活动度数据、肌力强弱数据等，则检测数据分类单元可根据骨损伤数据的数据值确定该数据归属于检测项目或检测部位中的具体类型，如数据“男，43岁，13648915，肘关节，屈曲140°”，检测到该数据的基本信息为性别、年龄、诊疗卡号，检测部位为肘关节，检测项目和实际检测值为屈曲、140°。

重要程度分级单元用于对分类的骨损伤数据按照重要程度进行分级，具体分级过程为：

根据骨损伤数据的阈值范围和实际检测值计算该骨损伤数据的偏差度；

如果偏差度＞第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第一级数据；

如果第二预设偏差＜偏差度≤第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第二级数据；

如果骨损伤数据处于阈值范围内，则该骨损伤数据归为第三级数据。

需要说明的是，在进行分级前先将骨损伤数据与对应的阈值范围进行比对，如果在阈值范围内，则无需计算偏差度，该骨损伤数据直接归为第三级数据；如果在阈值范围外，则计算偏差度。例如给定肘关节屈曲的阈值范围(即正常范围)为135～150，实际检测值为180，则偏差度计算为(180-150)/(150-135)＝2。

骨损伤数据对应的阈值范围、第一预设偏差和第二预设偏差由骨科医生确定。本实施例中，第一预设偏差为0.2，第二预设偏差为0，则当偏差度＞0.2时，对应的骨损伤数据归为具有明显偏差的第一级数据；当0＜偏差度≤0.2时，对应的骨损伤数据归为不具有明显偏差的第二级数据；处于阈值范围内的骨损伤数据归为第三级数据。第一级数据、第二级数据以及第三级数据的严重程度依次为严重、中度严重、正常。例如偏差度为2时，对应的骨损伤数据归为第一级数据。

此外，任何无法用偏差度判断的骨损伤数据均归于第二级数据。示例性的，以肘关节为例，建立骨科标准数据及异常范围汇总表，如表1所示。

表1肘关节阈值范围和异常范围汇总表

如表1所示，得到患者肘关节宽度、肘关节屈曲、肘关节伸展、肘关节旋前、肘关节旋后、提携角、肱骨角、尺骨角的数据后可计算数据偏差度，并将数据分为第一级数据、第二级数据以及第三级数据；得到Mills试验、Golfer's elbow试验、Valgus试验、Varus试验、Tinel’s试验、曲肘试验结果后可判断数据是否为第二级数据。

通过数据分级模块得到三个级别的数据，对三个级别的数据按照数据的具体类型和来源进行压缩打包，并分别存入数据存储模块。

数据存储模块，用于有序地对分级后的骨损伤数据进行存储，存储顺序与数据的严重程度对应，即先存储第一级数据、再存储第二级数据、最后存储第三级数据。而在每一级数据存储时，上传次序为数据量较大的分级数据优先上传，这样操作降低了重要数据的丢失率。

需要进一步说明的是，每一级数据内部由数据量决定的上传次序与三级数据之间的上传次序不同。例如，第一级数据中的标签为男性的骨损伤数据大小为50kb，女性的骨损伤数据大小为30kb，则设定数据量更大的男性数据被优先上传。特别地，当数据大小相等时，采取患者姓名首字母优先原则。需要注意的是，采用此办法存储会出现同一数据被存储多次的现象，解决方案为在存储区进行查重删除操作，仅保留一份数据即可。

在需要调出骨损伤数据时，按照数据存储到数据存储模块的优先级顺序通过以太网信道和/或4G/5G信道传输至用户终端，以便骨科医生查看。

如图5所示，警告生成模块，用于在双向通信模块所有信道的总流量小于数据流量时激活，并产生警示信息，将警示信息传输给用户终端。即多信道仍然不能满足骨损伤数据传输至数据分级模块的需求时触发警告生成模块，产生警示信息，以便骨科医生或信息工程师通过用户终端及时了解信道异常问题。信道异常问题包括但不限于传输速率过快、波动性过大、传输量过载等问题，警示信息是通过短信平台发送给用户终端的，例如巴卜短息平台。

警示信息发送给用户终端的同时触发信息反馈模块，信息反馈模块接收来自骨科医生和信息工程师的反馈信息，以便待异常问题解决后及时进行数据传输工作。

骨科医生通过用户终端了解警示信息、清理数据存储模块中的数据；信息工程师通过用户终端了解警示信息、处理异常、检查各信道工作情况、检查网络连接情况、检查数据传输速度并及时向骨科医生汇报异常处理状态。

警示处理状态信息由信息工程师给出，警示处理状态信息包括但不限于“已解决”、“尚未解决”、“正在处理”、“处理失败”等，使系统执行中断传输、重新传输等操作。需要说明的是，“尚未解决”指该异常未被处理，“处理失败”指尝试解决但失败。默认警示处理状态信息为“尚未解决”，经由信息工程师与骨科医生达成共识后双方操作方可更改。异常解决后，数据分级模块、数据存储模块中的数据按指令继续上传。

本实施例还提供一种骨损伤数据分级传输方法，包括以下步骤：

1、获取骨损伤数据，并实时监测骨损伤数据流量。

2、根据骨损伤数据流量判断是否存在异常，如果存在异常，则激活多信道，并通过多信道进行骨损伤数据的传输；如果不存在异常，则直接进行骨损伤数据的传输。

步骤1和步骤2的硬件结构包括路由器、LED显示屏、数据流量处理器；路由器支持各种局域网和广域网接口，能够接收骨损伤原始数据流量信号；LED显示屏显示实时数据传输速度、流量值；数据流量处理器基于均值-阈值和变异系数的双重监测机制，判断骨损伤数据是否存在流量异常，如果存在异常，则切换至多信道，即激活双向通信模块，通过双向通信模块将大流量的骨损伤数据传输给数据分级模块；如果不存在异常，则不切换至多信道，即不激活双向通信模块，通过数据监测模块与数据分级模块之间的单信道进行小流量的骨损伤数据的传输。

对于骨损伤数据流量是否异常采用均值-阈值和变异系数的双重监测机制进行判断，均值-阈值的异常监测机制为：

对每1.5×10^-5秒内的骨损伤数据流量取均值，如果该流量均值超过预设流量阈值，则存在异常。本实施例中，预设流量阈值通过流速-数据失真率试验确定，在该试验中，设定一系列骨损伤数据传输的流速，通过计算、比较不同数据流速下的数据失真率(或丢失率)确定传输数据最合适的流速范围。

变异系数的异常监测机制为：每接收8bit骨损伤数据时监测一次数据流速，再对n次监测到的数据流速取均值，并求n次监测到的数据流速的标准差，该标准差除以流速均值得到变异系数，如果变异系数超过设定系数，则存在异常。采用变异系数来表示数据流速的波动性。

具体计算公式为：

其中，v_i表示n次监测到的数据流速的均值，n表示数据流速的监测次数，v_n表示第n次监测到的数据流速。

其中，σ表示n次监测到的数据流速的标准差。

本实施例中，设定系数为0.15，即求得的变异系数如果超过0.15，则表明异常。需要说明的是，只要有一个监测机制发现异常即可触发双向通信模块，以确保检测的准确性；若两个监测机制均显示正常，则重复上述异常监测机制过程以开始新一轮监测。骨损伤数据来源于救护车、医院骨科检测设备等。

多信道包括蓝牙信道、4G/5G信道、基于2.4G的13个开放信道、以太网信道。通过蓝牙信道、4G/5G信道、基于2.4G的13个开放信道将异常的骨损伤数据上传至数据分级模块，通过以太网信道、4G/5G信道将存储在数据存储模块中的骨损伤数据呈递给用户终端。

为了避免各信道之间的信号干扰，各信道的工作频率不同，如果信道之间的工作频率相同，则其中一个信道向另一个信道发送工作时间片信息，例如蓝牙信道的工作频率与基于2.4G的13个开放信道的工作频率相同，则蓝牙信道向基于2.4G的13个开放信道发送工作时间片信息。

示例性的，蓝牙信道选用主芯片型号为STM32F103C8的蓝牙模块，蓝牙模块上存储器容量为64KB，工作电压2V～3.6V，工作温度为-40℃～85℃。

示例性的，4G/5G信道的工作频段分别为2575MHz～2635MHz、4.8GHz～5GHz。4G信道标准带宽为5MHz、扩展带宽20MHz；5G标准带宽40MHz、扩展带宽80MHz。

示例性的，基于2.4G的13个开放信道的工作频段为2.405GHz～2.485GHz，每信道的中心频率间隔5MHz，信道标准带宽22MHz，扩展带宽40MHz。

控制蓝牙信道的工作频率与基于2.4G的13个开放信道的工作频率不同，以避免相互之间的信号干扰。

以太网信道为交换式以太网，可进行网络速率为10/100/1000兆的自适应通讯服务。

利用多信道将流量异常的骨损伤数据上传给数据分级模块时，按照多信道的优先级顺序进行数据上传，优先级顺序为蓝牙信道、4G/5G信道、基于2.4G的13个开放信道。设骨损伤数据的流量为Q₀，蓝牙信道的流量为Q₁，4G/5G信道为Q₂，基于2.4G的13个开放信道为Q₃，即如果骨损伤数据的流量Q₀小于蓝牙信道的流量Q₁，则骨损伤数据由蓝牙信道上传给数据分级模块；如果骨损伤数据的流量Q₀大于蓝牙信道的流量Q₁，则(Q₀－Q₁)部分的数据由4G/5G信道上传给数据分级模块；如果(Q₀－Q₁)部分的数据的流量仍然大于4G/5G信道的流量，则(Q₀－Q₁－Q₂)部分的数据由基于2.4G的13个开放信道上传给数据分级模块；如果(Q₀－Q₁－Q₂)部分的数据的流量仍然大于基于2.4G的13个开放信道的流量，则激活警告生成模块，并通过用户终端提示医生和信息工程师及时发现信道异常问题，并及时处理。

医生通过用户终端获取骨损伤数据时，也是按照优先级顺序来进行的，优先级顺序为太网信道、4G/5G信道，优先通过以太网信道从数据存储模块中提取数据呈递给用户终端，当所呈递的数据的流量大于以太网信道的流量时，大于的部分由4G/5G信道呈递给用户终端。如果以太网信道故障，则所有数据均通过4G/5G信道呈递。

3、提取骨损伤数据中的基本信息，确定骨损伤数据的检测项目和检测部位的具体类型，并根据骨损伤数据的实际检测值和对应的阈值范围按照重要程度对骨损伤数据进行分级。

基本信息包括姓名、年龄、性别、身份证号、就诊卡号等。根据数据的具体值确定检测项目和检测部位的具体类型，检测项目包括关节活动度、肢体周径、肢体长度、压痛点、提携角角度等具体类型，检测部位包括肘关节、腕关节、颈部等具体类型。

示例性的，骨损伤数据具体为肢体长度数据、周径数据、关节活动度数据、肌力强弱数据等，则检测数据分类单元可根据骨损伤数据的数据值确定该数据归属于检测项目或检测部位中的具体类型，如数据“男，43岁，13648915，肘关节，屈曲140°”，检测到该数据的基本信息为性别、年龄、诊疗卡号，检测部位为肘关节，检测项目和实际检测值为屈曲、140°。

对分类的骨损伤数据按照重要程度进行分级，具体分级过程为：

根据骨损伤数据的阈值范围和实际检测值计算该骨损伤数据的偏差度；

如果偏差度＞第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第一级数据；

如果第二预设偏差＜偏差度≤第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第二级数据。

需要说明的是，在进行分级前先将骨损伤数据与对应的阈值范围进行比对，如果在阈值范围内，则无需计算偏差度，该骨损伤数据直接归为第三级数据；如果在阈值范围外，则计算偏差度。例如给定肘关节屈曲的阈值范围(即正常范围)为135～150，实际检测值为180，则偏差度计算为(180-150)/(150-135)＝2。

骨损伤数据对应的阈值范围、第一预设偏差和第二预设偏差由骨科医生确定。本实施例中，第一预设偏差为0.2，第二预设偏差为0，则当偏差度＞0.2时，对应的骨损伤数据归为具有明显偏差的第一级数据；当0＜偏差度≤0.2时，对应的骨损伤数据归为不具有明显偏差的第二级数据；处于阈值范围内的骨损伤数据归为第三级数据。第一级数据、第二级数据以及第三级数据的严重程度依次为严重、中度严重、轻度或正常。例如偏差度为2时，对应的骨损伤数据归为第一级数据。

4、按照骨损伤数据的分级进行数据存储。

在数据存储时，先存储第一级数据、再存储第二级数据、最后存储第三级数据。而在每一级数据存储时，上传次序为数据量较大的分级数据优先上传，这样操作降低了重要数据的丢失率。

需要进一步说明的是，每一级数据内部由数据量决定的上传次序与三级数据之间的上传次序不同。例如，第一级数据中的标签为男性的骨损伤数据大小为50kb，女性的骨损伤数据大小为30kb，则设定数据量更大的男性数据被优先上传。特别地，当数据大小相等时，采取患者姓名首字母优先原则。需要注意的是，采用此办法存储会出现同一数据被存储多次的现象，解决方案为在存储区进行查重删除操作，仅保留一份数据即可。

在需要调出骨损伤数据时，按照数据存储到数据存储模块的优先级顺序通过以太网信道和/或4G/5G信道传输至用户终端，以便骨科医生查看。

5、当所有信道的总流量小于数据流量时，产生警示信息；显示分级后的骨损伤数据以及警示信息。

在所有信道的总流量小于数据流量时，产生警示信息，将警示信息传输给用户终端。即多信道仍然不能满足骨损伤数据传输至数据分级模块的需求时触发警告生成模块，产生警示信息，以便骨科医生或信息工程师通过用户终端及时了解信道异常问题。信道异常问题包括但不限于传输速率过快、波动性过大、传输量过载等问题，警示信息是通过短信平台发送给用户终端的，例如巴卜短息平台。

警示信息发送给用户终端的同时触发信息反馈模块，信息反馈模块接收来自骨科医生和信息工程师的反馈信息，以便待异常问题解决后及时进行数据传输工作。

骨科医生通过用户终端了解警示信息、清理数据存储模块中的数据；信息工程师通过用户终端了解警示信息、处理异常、检查各信道工作情况、检查网络连接情况、检查数据传输速度并及时向骨科医生汇报异常处理状态。

警示处理状态信息由信息工程师给出，警示处理状态信息包括但不限于“已解决”、“尚未解决”、“正在处理”、“处理失败”等，使系统执行中断传输、重新传输等操作。需要说明的是，“尚未解决”指该异常未被处理，“处理失败”指尝试解决但失败。默认警示处理状态信息为“尚未解决”，经由信息工程师与骨科医生达成共识后双方操作方可更改。异常解决后，数据分级模块、数据存储模块中的数据按指令继续上传。

实施例2

以利用实施例1骨损伤数据分级传输系统及方法来对一位肘关节不适病人的肱尺关节、肱桡关节、上尺桡关节进行“望、触、动、量”检查，并对检查获得的骨损伤数据进行传输、存储。

望诊：注意肱骨内上踝、肱骨外上踝与鹰嘴突三点之间的相对方位，以确认肘关节的解剖关系。具体地，当肘关节屈至90°时，三点近似等边三角；当肘关节完全伸直时，三点处于同一直线；当前臂伸直、完全旋前时、上臂与前臂呈一直线；当前臂伸直、完全旋后时，上臂、前臂于肘侧约呈163°～173°提携角。肘部侧方脱位时，可能出现尺骨轴线向外侧偏移、肘侧提携角小于160°呈现肘外翻，或尺骨轴线向内侧偏移、肘侧提携角小于180°呈现肘内翻畸形的异常情况。

触诊：注意，正常情况下当肘屈至90°后旋转前臂可在肱骨外上踝处感受到桡骨头旋动；于肘后可触到肱骨外上踝、肱骨内上踝和鹰嘴突。若存在肘后方脱位，则感受到肘后方空虚、鹰嘴后突出明显。

动诊：注意，当患者肘关节完全伸直时，使之肘部内、外翻(如图6所示)，若侧方运动异常，则考虑肘关节侧副韧带断裂或内、外上髁骨折。

量诊：本实施例中，精确测量肘完全伸直、前臂旋后时的提携角角度。

在数据传输过程中，数据分级模块的基本信息提取单元提取出该患者的姓名、年龄、就诊卡号等基本信息；检测数据分类单元将上述“望、触、动、量”检查法得到的数据归类上传，如：“手臂伸直旋前、肘侧提携角、150°”，又如“手臂屈肘90°旋前、触肘后、肘后方空虚”。

重要程度分级单元将计算肘部骨损伤数据的偏差度并对其进行分级，如给定的肘侧提携角范围为163°～173°，则此处“手臂伸直旋前、肘侧提携角、150°”偏差度计算为(163-150)/(173-163)＝1.3>0.2，故归类为第一级数据；而“手臂屈肘90°旋前、触肘后发现肘后方空虚”由于“肘后方空虚”为异常情况但无法用偏差度表述，因此归类为第二级数据。

数据存储模块将按照数据重要程度有序存储，此处即优先存储“手臂伸直旋前、肘侧提携角、150°”，再存储“手臂屈肘90°旋前、触肘后、肘后方空虚”，需要提取数据时仍按照上述顺序上传数据至用户终端。

示例性的，突然向系统输入1000个因地震造成的骨损伤数据，此时数据监测模块启动变异系数监测机制和均值-阈值监测机制，监测结果发现数据流量超过了预设流量阈值、变异系数超过0.15，激活双向通信模块。

双向通信模块默认蓝牙信道上传数据，但此时数据流量过大，过多数据通过4G/5G信道、基于2.4G的13个开放信道上传数据分级模块，数据分级模块按照实施例1步骤进行分级、优先存储第一级数据；类似地，默认以太网信道将数据呈现给骨科医生，溢出数据则通过4G/5G信道上传给骨科医生。若双向通信模块自动调节仍不足以解决问题，则激活警告生成模块发送异常报告给骨科医师和信息工程师，以处理异常。

示例性的，向系统输入单个骨损伤患者数据，数据监测模块启动变异系数监测机制和均值-阈值监测机制，监测结果发现数据流量未超过预设流量阈值，且变异系数小于0.15，则始终以数据监测模块与数据分级模块之间的通信信道上传数据至数据分级模块，并按照实施例1所述步骤进行分级、优先存储重要数据。以默认的以太网信道向骨科医生呈递数据，不激活警告生成模块。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种骨损伤数据分级传输系统，其特征在于，包括：

数据监测模块，用于获取骨损伤数据，并实时监测骨损伤数据流量，根据所述骨损伤数据流量判断是否存在异常，如果存在异常，则激活双向通信模块，并将所述骨损伤数据传输给所述双向通信模块，通过双向通信模块将大流量的骨损伤数据传输给数据分级模块；如果不存在异常，则不激活双向通信模块，将所述骨损伤数据通过数据监测模块与数据分级模块之间的单信道传输给数据分级模块；

双向通信模块包括多信道，用于通过多信道将所述骨损伤数据上传至所述数据分级模块，其中利用多信道对所述骨损伤数据进行上传具体包括：按照多信道的优先级顺序和骨损伤数据的流量大小确定具体信道及信道数量，通过确定的信道进行骨损伤数据的上传；

数据分级模块，用于提取所述骨损伤数据中的基本信息，确定所述骨损伤数据的检测项目和检测部位的具体类型；判断所述骨损伤数据是否在对应的阈值范围内，如果是，则将该骨损伤数据归为第三级数据；否则根据所述骨损伤数据的阈值范围和实际检测值计算该骨损伤数据的偏差度；如果所述偏差度＞第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第一级数据；如果第二预设偏差＜所述偏差度≤第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第二级数据；将第一级数据、第二级数据以及第三级数据传输给数据存储模块；

数据存储模块，用于按照所述骨损伤数据的分级进行数据存储。

2.如权利要求1所述的一种骨损伤数据分级传输系统，其特征在于，所述数据监测模块，具体用于：

对每一时间段内的骨损伤数据流量取均值，如果流量均值超过预设流量阈值，则存在异常；

或者，对每一定容量内骨损伤数据监测一次数据流速，再对n次监测到的数据流速取均值，并求n次监测到的数据流速的标准差，该标准差除以流速均值得到变异系数，如果所述变异系数超过设定系数，则存在异常。

3.如权利要求1所述的一种骨损伤数据分级传输系统，其特征在于，所述双向通信模块包括蓝牙信道、4G/5G信道以及基于2.4G的多个开放信道；

根据数据流量大小按照蓝牙信道、4G/5G信道、基于2.4G的多个开放信道的优先级顺序进行数据上传。

4.如权利要求1~3中任一项所述的一种骨损伤数据分级传输系统，其特征在于，还包括：

警告生成模块，用于在所述双向通信模块所有信道的总流量小于数据流量时激活，并产生警示信息，将所述警示信息传输给用户终端；

用户终端，用于显示分级后的骨损伤数据以及警示信息。

5.一种骨损伤数据分级传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取骨损伤数据，并实时监测骨损伤数据流量；

根据所述骨损伤数据流量判断是否存在异常，如果存在异常，则激活多信道，并通过所述多信道进行骨损伤数据的传输；如果不存在异常，则直接通过单通道进行所述骨损伤数据的传输；其中利用多信道对所述骨损伤数据进行传输具体包括：按照多信道的优先级顺序和骨损伤数据的流量大小确定具体信道及信道数量，通过确定的信道进行骨损伤数据的传输；

提取所述骨损伤数据中的基本信息，确定所述骨损伤数据的检测项目和检测部位的具体类型，并判断所述骨损伤数据是否在对应的阈值范围内，如果是，则将该骨损伤数据归为第三级数据；否则根据所述骨损伤数据的阈值范围和实际检测值计算该骨损伤数据的偏差度；如果所述偏差度＞第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第一级数据；如果第二预设偏差＜所述偏差度≤第一预设偏差，则该骨损伤数据归为第二级数据；

按照所述骨损伤数据的分级进行数据存储。

6.如权利要求5所述的一种骨损伤数据分级传输方法，其特征在于，所述异常判断的具体实现过程为：

对每一时间段内的骨损伤数据流量取均值，如果流量均值超过预设流量阈值，则存在异常；

或者，对每一定容量内骨损伤数据监测一次数据流速，再对n次监测到的数据流速取均值，并求n次监测到的数据流速的标准差，该标准差除以流速均值得到变异系数，如果所述变异系数超过设定系数，则存在异常。

7.一种设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求5或6所述骨损伤数据分级传输方法。

8.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求5或6所述骨损伤数据分级传输方法。

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