CN113577476A - 一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，涉及大数据分析与挖掘技术领域。本发明包括一基于呼吸机的信息收集单元、以及对信息收集单元采集的医学数据进行统计分析的数据分析单元；数据分析单元包括数据预处理模块、数据转换模块、预测模型构建模块和数据存储模块。本发明通过基于呼吸机的信息收集单元的设置，医疗智能化、信息化，有助于提高医护人员的工作效率，降低医疗风险，提高医疗质量。

Description

一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统

技术领域

本发明属于大数据分析与挖掘技术领域，特别是涉及一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统。

背景技术

近几年，随着大数据技术的日趋成熟，医院数据中心的建设正在逐步普及，而数据中心的工作目标有很大一部分在解决如何将临床信息系统的数据进行汇聚和清洗。然而在多年的信息系统建设过程中，医疗设备数据采集是一个盲区，就现在医院存在种类繁多医疗设备的情况下，接入医院数据中心的主要是一些支持标准医学数字成像和通信协议的设备数据，更多临床医疗设备诸如监护仪、呼吸机、输注泵等由于通信协议、数据传输和存储格式多样化，采集难度比较大，目前还没有很好的全院级解决方案。而且，设备数据往往需要人工记录，导致无法有效整合进入医疗或者护理系统，很难合理利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，基于呼吸机的信息收集单元的设置，解决了现有设备数据往往需要人工记录的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，包括一基于呼吸机的信息收集单元、以及对信息收集单元采集的医学数据进行统计分析的数据分析单元；所述数据分析单元包括数据预处理模块、数据转换模块、预测模型构建模块和数据存储模块；

其中，所述数据预处理模块用于接收信息收集单元传输的数据信息，并清洗掉失真与无效的数据；

所述数据转换模块用于对处理后的数据信息采用哈希映射算法、逆向算法、排序算法进行处理，以得到为标称型数据的样本集；

所述预测模型构建模块用于接收样本集、并对构建用于训练的逻辑回归模型，从经数据转换的样本集中随机抽取一份数据集作为训练集，并基于该训练集对构建的逻辑回归模型的参数进行求解，以得到最终的预测模型；所述数据存储模块用于对数据预处理模块处理的数据进行存储。

进一步地，所述数据转换模块的处理包括不同类型设备的转化方法抽象成标准框架，提取不同类型设备的通用数据与个性化数据，映射成为统一的、标准的数据。

进一步地，所述信息收集单元包括WIFI传输模块、数据采集模块。

进一步地，所述WIFI传输模块由E103-W02射频模块和功能底板组成。

进一步地，通过RS232串口将患者呼吸的波形数据和呼吸机参数输入至数据采集模块中，封装后通过WIFI传输模块传输至数据预处理模块。

进一步地，在通过数据预处理模块进行数据与处理前，判断数据类型及其合法性。

进一步地，基于该医学数据分析系统的医学数据分析方法包括：

Stp1、RS232串口将患者呼吸的波形数据和呼吸机参数输入至数据采集模块中，封装后通过WIFI传输模块传输至数据预处理模块；

Stp2、通过数据预处理模块对采集的原始数据进行清洗和集成；

Stp3、通过数据转换模块用于对处理后的数据信息采用哈希映射算法、逆向算法、排序算法进行处理，以得到为标称型数据的样本集。

进一步地，还包括通过数据存储模块对数据预处理模块处理的数据进行存储。

进一步地，在设计数据存储模块时，系统依据医疗设备的不同功能，以数据域为基础进行划分；系统制定了生命体征、呼吸机设置参数、呼吸机监测数据、呼吸机波形采集、用药数据、肾脏替代治疗数据域标准，每个数据域都包含患者ID、设备ID、采集时间通用字段，以及各自独特的采集项目。

进一步地，所述生命体征包括心率、脉搏、呼吸、血氧饱和度、舒张压、动脉压、收缩压、体温、体温类型、呼气末二氧化碳、中心静脉压、心排量、心脏指数、肺动脉楔压；

所述呼吸设置参数：通气模式、氧浓度、吸气压、潮气量、吸气时间、吸呼比、辅助压力支持、流量/压力触发；

呼吸机监测数值包括：总呼吸频率、自主呼吸频率、机控呼吸频率、呼气末正压、峰压、平台压、平均气道压力、分钟通气量、自主呼吸分钟通气量、氧气浓度、呼吸比、吸气时间、呼气时间、潮气量、呼气潮气量、吸气潮气量、自主潮气量、气道阻力、顺应性、浅快呼吸指数；

呼吸机监测波形采集，包括压力时间曲线、流速时间曲线、容量时间曲线、压力容积环、流速容积环。

所述用药数据包括药物代码、药物名称、输注模式、输注速度、输液速度单位、已输入液量、已输注时长、剩余时长、设备状态、警报内容；

所述肾脏替代治疗数据包括模式选择、置换液、抗凝剂、抗凝剂剂量、TMP、血流量、透析液流量、超滤率、超滤量、透析时长。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过基于呼吸机的信息收集单元的设置，医疗智能化、信息化，有助于提高医护人员的工作效率，降低医疗风险，提高医疗质量。

医疗智能化更重要的标志是采集到的信息如何被有效利用，即通过互联网技术，实现患者与医务人员、医疗机构之间的信息共享与互动，提高医疗质量和医疗效率，消除所有的安全隐患。打破了之前护士只能在设备旁或是中央站旁查看并手工记录患者数据的现状，“无纸化”办公也是中国医疗领域正在发生的“智能化革命”的一部分。

医疗信息化不仅把医疗服务推向智能化时代，更为临床决策和精准医学研究提供了有力支持。通过效果比较研究精准分析包括患者体征、疗效和费用等在内的大型数据集，可帮助医生确定最有效、最具成本效益的治疗方法，提取数据、建立模型、建立数据库。同时，利用临床决策支持系统可有效拓宽临床医生的知识，减少人为疏忽，帮助医生提高诊治质量和工作效率；通过集成分析诊治操作与绩效数据集，创建可视化流程图和绩效图，识别医疗过程中的异常，可以为流程优化提供临床决策依据。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1所示，本发明为一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，包括一基于呼吸机的信息收集单元、以及对信息收集单元采集的医学数据进行统计分析的数据分析单元；数据分析单元包括数据预处理模块、数据转换模块、预测模型构建模块和数据存储模块；

其中，数据预处理模块用于接收信息收集单元传输的数据信息，并清洗掉失真与无效的数据；

数据转换模块用于对处理后的数据信息采用哈希映射算法、逆向算法、排序算法进行处理，以得到为标称型数据的样本集；

预测模型构建模块用于接收样本集、并对构建用于训练的逻辑回归模型，从经数据转换的样本集中随机抽取一份数据集作为训练集，并基于该训练集对构建的逻辑回归模型的参数进行求解，以得到最终的预测模型；数据存储模块用于对数据预处理模块处理的数据进行存储。

数据转换模块的处理包括不同类型设备的转化方法抽象成标准框架，提取不同类型设备的通用数据与个性化数据，映射成为统一的、标准的数据。

进一步地，信息收集单元包括WIFI传输模块、数据采集模块；WIFI传输模块由E103-W02射频模块和功能底板组成；通过RS232串口将患者呼吸的波形数据和呼吸机参数输入至数据采集模块中，封装后通过WIFI传输模块传输至数据预处理模块。

在通过数据预处理模块进行数据与处理前，判断数据类型及其合法性。

基于该医学数据分析系统的医学数据分析方法包括：

Stp1、RS232串口将患者呼吸的波形数据和呼吸机参数输入至数据采集模块中，封装后通过WIFI传输模块传输至数据预处理模块；

Stp2、通过数据预处理模块对采集的原始数据进行清洗和集成；

Stp3、通过数据转换模块用于对处理后的数据信息采用哈希映射算法、逆向算法、排序算法进行处理，以得到为标称型数据的样本集。

还包括通过数据存储模块对数据预处理模块处理的数据进行存储；在设计数据存储模块时，系统依据医疗设备的不同功能，以数据域为基础进行划分；系统制定了生命体征呼吸机设置参数、呼吸机监测数据、呼吸机波形采集、用药数据、肾脏替代治疗数据域标准，每个数据域都包含患者ID、设备ID、采集时间通用字段，以及各自独特的采集项目。

生命体征包括心率、脉搏、呼吸、血氧饱和度、舒张压、动脉压、收缩压、体温、体温类型、呼气末二氧化碳、中心静脉压、心排量、心脏指数、肺动脉楔压；

呼吸设置参数：通气模式、氧浓度、吸气压、潮气量、吸气时间、吸呼比、辅助压力支持、流量/压力触发；

呼吸机监测数值包括：总呼吸频率、自主呼吸频率、机控呼吸频率、呼气末正压、峰压、平台压、平均气道压力、分钟通气量、自主呼吸分钟通气量、氧气浓度、呼吸比、吸气时间、呼气时间、潮气量、呼气潮气量、吸气潮气量、自主潮气量、气道阻力、顺应性、浅快呼吸指数；

呼吸机监测波形采集，包括压力时间曲线、流速时间曲线、容量时间曲线、压力容积环、流速容积环。

所述用药数据包括药物代码、药物名称、输注模式、输注速度、输液速度单位、已输入液量、已输注时长、剩余时长、设备状态、警报内容；

所述肾脏替代治疗数据包括模式选择、置换液、抗凝剂、抗凝剂剂量、TMP、血流量、透析液流量、超滤率、超滤量、透析时长。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于：包括一基于呼吸机的信息收集单元、以及对信息收集单元采集的医学数据进行统计分析的数据分析单元；

所述数据分析单元包括数据预处理模块、数据转换模块、预测模型构建模块和数据存储模块；

其中，所述数据预处理模块用于接收信息收集单元传输的数据信息，并清洗掉失真与无效的数据；

所述数据转换模块用于对处理后的数据信息采用哈希映射算法、逆向算法、排序算法进行处理，以得到为标称型数据的样本集；

所述预测模型构建模块用于接收样本集、并对构建用于训练的逻辑回归模型，从经数据转换的样本集中随机抽取一份数据集作为训练集，并基于该训练集对构建的逻辑回归模型的参数进行求解，以得到最终的预测模型；

所述数据存储模块用于对数据预处理模块处理的数据进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于，所述数据转换模块的处理包括不同类型设备的转化方法抽象成标准框架，提取不同类型设备的通用数据与个性化数据，映射成为统一的、标准的数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于，所述信息收集单元包括WIFI传输模块、数据采集模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于，所述WIFI传输模块由E103-W02射频模块和功能底板组成。

5.根据权利要求3所述的一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于，通过RS232串口将患者呼吸的波形数据和呼吸机参数输入至数据采集模块中，封装后通过WIFI传输模块传输至数据预处理模块。

6.根据权利要求5所述的一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于，在通过数据预处理模块进行数据与处理前，判断数据类型及其合法性。

7.根据权利要求6所述的一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于，基于该医学数据分析系统的医学数据分析方法包括：

Stp1、RS232串口将患者呼吸的波形数据和呼吸机参数输入至数据采集模块中，封装后通过WIFI传输模块传输至数据预处理模块；

Stp2、通过数据预处理模块对采集的原始数据进行清洗和集成；

Stp3、通过数据转换模块用于对处理后的数据信息采用哈希映射算法、逆向算法、排序算法进行处理，以得到为标称型数据的样本集。

8.根据权利要求7所述的一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于，还包括通过数据存储模块对数据预处理模块处理的数据进行存储。

9.根据权利要求8所述的一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于，在设计数据存储模块时，系统依据医疗设备的不同功能，以数据域为基础进行划分；

其中，系统制定了生命体征、呼吸机设置参数、呼吸机监测数据、呼吸机波形采集、用药数据、肾脏替代治疗数据域标准，每个数据域都包含患者ID、设备ID、采集时间通用字段，以及各自独特的采集项目。

10.根据权利要求9所述的一种基于呼吸机信息收集的医学数据分析系统，其特征在于，所述生命体征包括心率、脉搏、呼吸、血氧饱和度、舒张压、动脉压、收缩压、体温、体温类型、呼气末二氧化碳、中心静脉压、心排量、心脏指数、肺动脉楔压；

所述呼吸设置参数：通气模式、氧浓度、吸气压、潮气量、吸气时间、吸呼比、辅助压力支持、流量/压力触发；

呼吸机监测数值包括：总呼吸频率、自主呼吸频率、机控呼吸频率、呼气末正压、峰压、平台压、平均气道压力、分钟通气量、自主呼吸分钟通气量、氧气浓度、呼吸比、吸气时间、呼气时间、潮气量、呼气潮气量、吸气潮气量、自主潮气量、气道阻力、顺应性、浅快呼吸指数；

呼吸机监测波形采集，包括压力时间曲线、流速时间曲线、容量时间曲线、压力容积环、流速容积环。

所述用药数据包括药物代码、药物名称、输注模式、输注速度、输液速度单位、已输入液量、已输注时长、剩余时长、设备状态、警报内容；

所述肾脏替代治疗数据包括模式选择、置换液、抗凝剂、抗凝剂剂量、TMP、血流量、透析液流量、超滤率、超滤量、透析时长。

Images