CN114758796B - 基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，平台包括智能化牙椅、医疗单位、云平台、卫生监管部门，含协同处理单元的智能化牙椅通过数据接口彼此互联实现智能化升级；各医疗单位以智能化牙椅为中心集成建立医疗单位局域网；医疗单位局域网与云平台连接实现诊疗数据的共享；卫生监管部门具有云平台查阅权限；所述智能化牙椅在局域网内联通虚拟终端，构成牙椅的协同处理单元，实现数据采集上传、数据分析、数据输出控制功能。该方案实现了各医疗单位间信息数据的信息化，医疗信息互联互通，实现了病例信息的数字化存储，卫生监管部门的云端实时监管。

Description

基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管 平台

技术领域：

本发明涉及数字医疗领域，尤其涉及基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台技术。

背景技术：

随着工业4.0时代的到来，医疗办公环境趋向于集成化、智能化、信息化。口腔诊疗复杂繁琐且缺少信息整合互通的操作流程也应当被改善。

在口腔诊疗中，口腔治疗牙椅是医生和患者主要交互的设备，但是传统牙椅以医生诊疗操作治疗台这一功能定位为主，具有以下几点问题：①智能化不足：牙椅无智能化控制，例如智能化信息采集，智能化调控，智能化辅助，因此缺乏对病例信息的采集、反馈，降低了医生工作效率。②信息化不完善：椅旁外接设备信息无法传输到同一数据平台，因此如数字化牙颌模型扫描信息、显微镜下根管影像照片，通过相关设备获取后，无法在诊疗用计算机中直接检索查阅。③集成化缺乏：其一，牙椅为离线状态，牙椅与诊疗用计算机、诊疗医生和辅助检查科室之间，信息均无法直接共享，需要人为传递，影像学检查和检验数据无法在椅旁及时读取。其二，牙椅间彼此独立，管理人员无法对牙椅的使用、运营情况进行监管，这就使得医疗资源无法合理分配，同时不同医疗单位之间也无法实现医疗信息的实时共享。

基于智能化设备互联技术，对传统牙椅进行“数字化”升级，建立互联互通、椅旁集成的诊疗新模式，实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，是口腔疾病智慧诊疗的迫切需求。

发明内容：

本发明解决的技术问题在于提供一种牙科设备互联互通的方法，能够实现对牙科设备的数据采集、监控、管理，解决了当前对口腔医疗信息进行共通共享及监管方面的存在的技术问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，其中牙椅的全称为牙科综合治疗椅，以下简称为牙椅。

基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，平台包括智能化牙椅、医疗单位、云平台、卫生监管部门，医疗单位以智能化牙椅为中心集成互联口腔医疗。

在医疗单位内，牙椅通过5G、无线、以太网口、USB等数据接口进行数据采集，数据上传至牙椅的协同处理单元。每台智能化牙椅均在局域网内与虚拟终端相联通(牙椅的信号会连接到虚拟终端上，数据都会在虚拟终端上操作)，通过设计交互软件，实现数据采集上传、数据分析、数据输出控制的功能，构成牙椅的协同处理单元。现有带有微机控制的智能牙椅品牌例如Planmeca，基于现有智能牙椅的硬件系统，在协同处理单元中的软件进行智能联通改造，实现一个以牙椅为中心的互联互通智能口腔诊疗平台。对于没有数据接口的牙椅设备，通过安装智能协同处理单元和传感器进行智能化改造，通过改造牙椅的控制系统，改造并安装传感器用于收集和追踪牙椅机械数据、使用情况，通过改造牙椅的内部设计结构安装传感器以及数据接口，实现局域网络联通并收集检查治疗数据。每台牙椅上安装一台网络联通的计算机，安装协同处理单元的虚拟终端，同时虚拟终端也可安装在平板电脑等其他联网的智能设备上。每台牙椅均包含一个协同处理单元，进而具备智能化、数字化的特征，实现信息采集和控制的双向交互。

智能化牙椅的协同处理单元通过数据接口采集牙椅所收集的椅位机械和诊疗数据(包括：通过器械检查实施传输的患者检查数据医生诊疗、处置收费和椅位信息)。同时，协同处理单元控制椅位机械数据(包括牙椅的角度、高度)，医生通过协同处理单元调整椅位的机械属性，实现双向交互功能。

智能化牙椅的协同处理单元通过医疗单位局域网获取辅助检查科室数据及其他诊疗科室数据。所获取的是全面的口腔软硬组织检查数据，以对口腔疾病进行分析(医生做出的常规分析诊断)。然后数据池将从协同处理单元接收到的异构数据(包含：病历病史资料、临床检查资料(体格检查、二维照片、三维面型数据、数字化口扫模型)、X线影像学资料(CBCT、X线片、关节片、牙片)、检验测量分析数据(化验单、头影测量结果)、医生诊疗数据、椅位数据等)进行集成并传输给交换机。

数据池对辅助检查科室、牙椅、其他诊疗科室的数据进行数据分解，得到数据颗粒，并依据虚拟人映射规则组装数据颗粒，完成异构数据的集成。所集成的数据为每个患者的个性化数据集，分为口腔检查数据、口腔诊断数据、口腔治疗数据、处置收费数据、影像学检查和检验数据。

交换机将数据传输给路由器，进而传输给服务器，从而建立医疗单位局域网，医疗单位应用终端，如口腔科室应用计算机、移动笔记本和移动终端等，通过医疗单位局域网访问数据分析应用服务器及数据存储服务器。

服务器分为数据分析应用服务器和数据存储服务器。数据分析应用服务器可通过大数据分析、人工智能技术对就诊情况、牙椅情况、运营情况进行分析，以集成软件的形式呈现，供医疗单位管理人员查看调取，提高诊疗效率，而数据存储服务器则可以及时对诊疗数据进行存储。

医疗单位局域网通过安全网关与云平台相连，将诊疗数据传输到平台内共享，卫生监管部门具有云平台查阅权限，可以通过云平台调取区域内任意医疗单位的运营情况、就诊数据、病例资料。同时云平台具有数据读取和存储、数据分析与计算、远程诊断分析三个功能，能够对诊疗数据进行存储，同时定期清除过期数据及对重要数据进行备份，对诊疗数据进行分析计算，随时掌握医疗单位诊疗情况。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过对牙椅进行智能化升级，实现了医疗单位的以牙椅为中心的诊疗平台构建，实现椅旁口腔诊疗一体化的诊疗模式，通过牙椅融合集成了口腔诊疗、运营数据，对医疗机构内牙椅的信息化联通和管控，对医疗单位内诊疗数据、检查数据、就诊数据和运用数据的集成化、信息化、和共享化，实现医生诊疗操作的椅旁集成，减少了医生的工作负担。实现了各医疗单位间信息数据的信息化，医疗信息互联互通，实现了病例信息的数字化存储，卫生监管部门的云端实时监管。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明

图1是本发明实施例的互联互通智能口腔诊疗平台示意图。

图2是本发明实施例的医疗单位局域网示意图。

图3是本发明实施例的异构数据集成过程示意图。

图4是本发明实施例的基于云平台的卫生监管示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，所述是对本发明的解释而不是限定。

下面给出具体的实施例。

如图1所示，平台内各医疗单位及所属卫生监管部门基于云平台互联互通，智能化牙椅在医疗单位内实现信息互联互通，实现医生以牙椅为诊疗中心，进行口腔诊疗操作。

如图2所示，牙椅通过5G、无线、以太网口、USB等数据接口进行数据采集，对于没有数据接口的牙椅设备，通过安装传感器进行智能化改造，增加通信能力，然后基于有线/无线方式，将数据传递到外接变换盒，外接变换盒实现牙椅与虚拟终端共联，构成牙椅的协同处理单元，每台牙椅均配备一台协同处理单元。协同处理单元是具有数据连接和高效交换功能的软硬件系统。牙椅不局限于单一品牌，可能包括不同品牌的牙椅。数据池将从协同处理单元接收到的其他诊疗科室数据和辅助检查科室数据(如X片、CT影像数据、口内扫描数据、面部扫描数据、下颌轨迹运动数据、患者信息数据)、牙椅数据(如椅位姿态、用气量、用水量、灯光强弱信息等)进行异构数据集成。

智能化牙椅的协同处理单元内设有门诊系统、病例系统、口腔检查软件。具有数据分析、信息共享、资料调取的功能。

医生通过协同处理单元进入门诊系统，进行患者信息调取、门诊叫号，被叫到就诊患者进入诊室躺到牙椅上，椅位信息通过外接传感器传输到协同处理单元门诊系统内，例如就诊时长、椅位角度高度。

医生通过协同处理单元病例系统向服务器发送要求调阅该就诊患者本院病例信息，服务器收到要求，并进行反馈，医院内辅助检查科室数据及其他诊疗科室数据从医院局域网服务器下载至该协同处理单元，供医生进行资料调取。

医生通过协同处理单元病例系统向服务器发送要求调阅该就诊患者外院病例信息，服务器将要求发送至云平台，云平台调阅反馈，患者信息下载至服务器，服务器下载至牙椅端协同处理单元，医生进行资料调取。

医生在牙椅端进行患者检查，例如口腔检查、病史询问、口腔资料收集，所使用的工具、器械与牙椅为一体化连通，数据实施传输到协同处理单元内。

医生通过协同处理单元进行医嘱、开检查单。病例信息、检查信息、收费信息传输到协同处理单元门诊系统内。协同处理单元通过局域网将医嘱、检查单申请传输到服务器，服务器进行反馈，通过局域网将信息传输到辅助检查科室和其他诊疗科室。

患者前往辅助检查科室和或其他诊疗科室就诊。辅助检查科室和其他诊疗科室收到申请后收集患者治疗，检查数据、就诊数据通过局域网传输到协同处理单元内。患者返回首诊医生处，医生通过协同处理单元在椅旁直接查看，实现数据分析功能。

协同处理单元记录该患者信息，并将信息上传至服务器，并与局域网内相连其他牙椅所共享。

医院内所有牙椅信息通过局域网传输到服务器，通过服务器可实时调取查阅就诊情况、牙椅使用情况、医院运营情况。

如图3所示，辅助检查科室数据、牙椅数据、其他诊疗科室数据导入到过滤池中，在过滤池中采用一种名为数据分解的方法，把数据源中的数据细化拆分，得到数据颗粒，这一步，称之为把数据颗粒化。拆分后的数据颗粒具有唯一性和原子性。唯一性是指，数据颗粒能在数据池里被唯一标识；原子性是指，数据颗粒具有合理的最小数据单元。

要对各个数据源的数据进行集成，必须按照一定的规则来进行，因此必须建立一套映射规则，把每位就诊患者的数据(包含：病历病史资料、临床检查资料(体格检查、二维照片、三维面型数据、数字化口扫模型)、X线影像学资料(CBCT、X线片、关节片、牙片)、检验测量分析数据(化验单、头影测量结果))集成到一起，可以把这种映射规则称做虚拟人映射，下面对虚拟人映射规则进行说明。

本发明定义物理实体是各个数据源中存在的实体，而全局逻辑实体是各数据源里具有相同含义的物理实体的合并。例如，两种品牌牙椅中的物理实体Pat和Patient具有相同的含义，都描述了患者信息，现在要集成这两种牙椅的数据，就要以一个统一的全局逻辑实体GloblePatient来表述患者的信息，这个映射称为物理实体和全局逻辑实体的映射。

统一物理实体的映射后，下一步就要对物理实体属性和全局逻辑实体属性进行映射。例如，不同的牙椅对患者性别的描述采用了bit和char两种不同的数据类型，要对患者数据进行集成，数据类型必须统一。可以采用XML模式的数据类型，来统一不同数据源的数据类型。具体做法是，根据属性名的含义和属性类型，来选择相应的XML模式数据类型，而不是仅仅映射不同的数据类型到XML模式数据类型进行转换。统一了数据类型后，对意义相同但命名不同的属性统一命名，例如采用物理实体Pat的牙椅中性别的属性名为sex，另一种牙椅中性别的属性名为gender，在全局逻辑实体里都统一命名为gender。

下面对数据集成步骤做出说明：

(1)每种数据在进入过滤池后，先被读成含有代理键AgentID元素的XML文档，一个代理键可以起到多个主键对一行数据的标识，这样代理键可使集成物理实体的主键个数都统一成一个，并且代理键可以使用能够自动增长的元素来实现。

(2)使用XML模式定义一个三元组<Sourse,AgentID,Col>,来表示数据颗粒，Sourse表示数据的来源，AgentID表示代理键，Col表示数据列，包含主键列和非主键列。该数据颗粒具备原子性和唯一性。

(3)数据颗粒导入到集成池后，合并Sourse值和AgentID值相同的数据颗

粒，组成一个数据颗粒集，用属性Entity来标记，它属于全局逻辑实体。

(4)根据全局逻辑实体和物理实体的映射关系，将多个Entity属性值相同的数据颗粒集嵌入到全局逻辑实体里。

(5)合并“过滤池”里导出的描述相同含义的物理实体的不同的XML文件，组成一个描述全局逻辑实体的XML文件，每个全局逻辑实体重复循环上面的步骤，即可得到相应的XML文件，进而完成就诊患者异构数据的集成，形成患者个性化数据集。

如图4所示，智能化牙椅的各个协同处理单元与交换机连接，医疗单位局域网通过交换机和路由器来传输数据，医疗单位应用终端，如口腔科室应用计算机、移动笔记本和移动终端等，通过医疗单位局域网访问数据分析应用服务器及数据存储服务器。数据分析应用服务器可根据诊疗数据对就诊情况、牙椅情况、运营情况进行分析，提高诊疗效率，而数据存储服务器则可以及时对诊疗数据进行存储。

如图4所示，区域内各个医疗单位局域网通过安全网关与云平台相连，将诊疗数据传输到平台内共享，卫生监管部门具有云平台查阅权限，可以通过云平台调取区域内任意医疗单位的运营情况、就诊数据、病例资料，实现所有医疗单位诊疗信息的互联互通。同时云平台具有数据读取和存储、数据分析与计算、远程诊断分析三个功能，能够对诊疗数据进行存储，同时定期清除过期数据及对重要数据进行备份，对诊疗数据进行分析计算，随时掌握医疗单位诊疗情况。

以上所述给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，其特征在于，平台包括智能化牙椅、医疗单位应用终端、云平台、卫生监管部门，含协同处理单元的智能化牙椅通过数据接口彼此互联实现智能化升级，各医疗单位应用终端以智能化牙椅为中心集成建立医疗单位局域网；

智能化牙椅在局域网内联通虚拟终端，构成牙椅的协同处理单元，具体为通过安装传感器进行智能化改造，基于有线/无线方式，将数据传递到外接变换盒，外接变换盒实现牙椅与虚拟终端共联，构成牙椅的协同处理单元；通过协同处理单元进行异构数据采集，具体为，通过改造牙椅的内部设计结构安装传感器以及数据接口，实现异构数据收集至协同处理单元，所获取的是全面的口腔软硬组织检查数据，异构数据包括病历病史数据、临床检查数据、X线影像学数据、检验测量分析数据、医生诊疗数据、椅位数据；智能化牙椅的协同处理单元收集椅位数据和诊疗数据，具体为，牙椅机械数据、使用数据通过传感器收集并传输到协同处理单元；智能化牙椅端进行患者检查数据和口腔数据采集，所使用的工具、器械与牙椅为一体化连通，数据传输到协同处理单元；协同处理单元内设有门诊系统、病例系统、口腔检查软件，实现信息采集和控制的双向交互；进而实现异构数据采集上传、数据分析统计、数据输出、数据下载、牙椅参数控制功能；智能化牙椅的协同处理单元通过医疗单位局域网获取辅助检查科室数据及其他诊疗科室数据，对收集的异构数据进行存储，并对异构数据集成；智能化牙椅有两种形式：含协同处理单元、数据接口的智能牙椅；通过安装智能协同处理单元和传感器改造后的传统牙椅；

医疗单位应用终端通过医疗单位局域网访问数据分析应用服务器及数据存储服务器，数据分析应用服务器通过大数据分析、人工智能技术对就诊情况、牙椅情况、运营情况进行分析，数据存储服务器则及时对诊疗数据进行存储；牙椅信息通过局域网传输到服务器，通过服务器实时调取查阅就诊情况、牙椅使用情况、医院运营情况；区域内各个医疗单位局域网通过安全网关与云平台相连，医疗单位局域网与云平台连接实现诊疗数据的共享；

云平台用于数据读取和存储、数据分析与计算、远程诊断分析；

卫生监管部门具有云平台查阅权限，通过云平台调取区域内任意医疗单位应用终端的运营情况、就诊数据、病例资料，并进行实时监管。

2.根据权利要求1所述的基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，其特征在于，所述智能化牙椅的协同处理单元通过医疗单位局域网所获取的是全面的口腔软硬组织检查数据，以便医生对口腔诊疗疾病进行分析；然后数据池将从协同处理单元接收到的异构数据进行集成并传输给交换机。

3.根据权利要求2所述的基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，其特征在于所述数据池对辅助检查科室、椅位机械数据和诊疗数据、其他诊疗科室的数据进行数据分解，得到诊疗数据颗粒，并依据虚拟人映射规则组装诊疗数据颗粒，完成异构数据的集成。

4.根据权利要求3所述的基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，其特征在于依据虚拟人映射规则组装诊疗数据颗粒包括以下规则：

全局逻辑实体映射：将各数据源中具有相同含义的物理实体合并，映射为全局逻辑实体；

全局逻辑实体属性映射：将全局逻辑实体属性的数据类型进行统一，根据属性名的含义和属性类型，来选择相应的XML模式数据类型；数据类型统一后，对意义相同但命名不同的属性统一命名；

异构数据的集成包括以下步骤：

(1)每种数据在进入过滤池后，先被读成含有代理键AgentID元素的XML文档，一个代理键起到多个主键对一行数据的标识，这样代理键使集成物理实体的主键个数都统一成一个，并且代理键使用能够自动增长的元素来实现；

(2)使用XML模式定义一个三元组<Sourse,AgentID,Col>,来表示数据颗粒，Sourse表示数据的来源，AgentID表示代理键，Col表示数据列，包含主键列和非主键列；该数据颗粒具备原子性和唯一性；

(3)数据颗粒导入到集成池后，合并Sourse值和AgentID值相同的数据颗粒，组成一个数据颗粒集，用属性Entity来标记，它属于全局逻辑实体；

(4)根据全局逻辑实体和物理实体的映射关系，将多个Entity属性值相同的数据颗粒集嵌入到全局逻辑实体里；

(5)合并“过滤池”里导出的描述相同含义的物理实体的不同的XML文件，组成一个描述全局逻辑实体的XML文件，每个全局逻辑实体重复循环上面的步骤，得到相应的XML文件，进而完成就诊患者异构数据的集成，形成患者个性化数据集。

5.根据权利要求2所述的基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，其特征在于，所集成的数据为每个患者的个性化数据集，分为口腔检查数据、口腔诊断数据、口腔治疗数据、处置收费数据、影像学检查和检验数据。

6.根据权利要求2所述的基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，其特征在于，所述智能化牙椅的协同处理单元收集和控制椅位数据，医生通过协同处理单元调整椅位的机械属性，实现双向交互功能。

7.根据权利要求2所述的基于智能化牙椅的互联互通智能口腔诊疗、实时共享与监管平台，其特征在于，所述交换机将诊疗数据通过路由器传输给服务器，从而建立医疗单位局域网，医疗单位应用终端包括口腔科室应用台式计算机、移动笔记本和移动终端。

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