專利名稱：一種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于遠程醫療和醫療信息處理技術領域，涉及智能移動平臺、網絡信息傳輸安全、醫院信息系統等多個技術領域，尤其涉及一種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統。
背景技術：
遠程醫療服務是指通過通信網絡將遠端的生理信號傳送到監護中心進行分析，并給出診斷意見的ー種技術手段，它是隨著計算機技術、現代通信技術的發展而發展起來的。特別是近年來以3G為代表的無線通信技術和智能移動平臺技術的日益更新，更是為遠程醫療服務帶來了新的機遇，遠程醫療服務迅速擴展到家庭和社區生活環境中，提供一系列如遠程心電監護、遠程家庭護理、遠程醫療隨訪等醫療服務。這種在患者熟悉的環境中隨時隨地實施監護、診斷、治療、康復和保健功能于一體的遠程醫療模式可有效減輕患者路途奔波辛勞和住院費用負擔，具有廣泛的應用價值，同時也能有效地減少和控制病情的發生和發展。目前遠程醫療監護系統包括兩種ー種是患者感覺身體狀況異常時，主動利用監護設備進行短時間的監測，然后通過通信網絡將記錄的數據送往醫院數據中心，并由醫生進行相關診斷和指導治療；另一種是對患者進行長時間的實時持續監護。前ー種方式主要適合對慢性疾病患者進行生理參數階段性的監測，如以綁帶形式進行的血壓測量；后ー種方式適合術后患者在家中恢復的情況，或者是在趕往醫院的救護車中使用。針對自主性的家庭遠程監護應用需求，國內外關于移動遠程醫療監護系統方案的研究模式大體是前端的傳感器設備感知患者的生理參數，并通過近距離無線傳輸技術傳送至中間節點，這些中間節點就是通常的移動平臺端。中間節點然后將這些數據轉發至遠端的主機或數據中心，遠端的醫務人員可以對這些數據進行診斷分析，并將處理后的結果和相關醫療指導意見返回給患者，同時將這些數據和處理后的結果分別存入患者的個人數據庫和電子病歷，所不同的是或針對不同的近距離無線技術，或針對不同的移動平臺和遠距離無線技術，或將采集模塊和移動平臺整合到一起。這些移動遠程醫療監護系統研究多為可行性研究，相關方案提供的功能較為有限，移動平臺端通常只是作為傳輸生理數據的中轉站，沒有充分發揮其處理速度快、容量大、屏幕分辨率高等優勢；某些產品化的遠程醫療監護系統也僅僅是單獨的運營系統，不能和現有的醫院信息系統實時、有效地共享相關信息，一定程度上造成醫療信息資源的流失；此外，遠程醫療監護系統作為一個開放的分布式醫療系統，不可避免地面臨網絡安全問題，具體包括無線網絡環境中數據通信安全問題和移動平臺端用戶身份有效性驗證兩個方面，現有研究方案中大多沒有提供一個有效地安全策略，存在用戶數據被非法訪問、用戶身份被盜用、共用等風險，這也是需要解決的問題。

發明內容
本發明的目的在于針對當前醫療監護系統功能較為簡單、醫療相關信息共享性差、醫療數據傳輸安全性不足、身份驗證模式單ー的缺點，提出一種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統的實現方法，該系統由生理傳感器、智能移動平臺、遠端數據中心、醫生工作站這四個模塊組成患者通過智能移動平臺端的身份驗證后開始進行監護測量，生理傳感器將采集的患者生理參數通過藍牙技術傳送到智能移動平臺，智能移動平臺對其實時分析處理后顯示監護結果，隨后傳送至遠端數據中心。數據傳輸過程中采用SSL安全協議來確保數據對非相關人員的不可見性。遠端數據中心根據上傳的監護數據自動生成ー種XML格式健康文檔，基于該格式的文檔，可實現本系統與其它醫療信息系統的資源共享。醫生工作站相關人員參考上傳的監護數據做出相應的診斷結果和治療計劃，必要時可聯系患者赴院檢查。I.生理傳感器模塊由多個帶有藍牙傳輸功能的便攜式家用生理傳感器設備構成，實現對患者的心電、血壓、血氧飽和度、呼吸率、脈率和體溫多項體征參數的采集，并遵循藍牙傳輸協議發送至其它藍牙設備。2.智能移動平臺模塊接收生理傳感器發送的生理數據后，一方面對其進行實時分析處理，一方面可將生理數據通過無線通信網絡傳送至遠端數據中心；本發明分別基于Android、蘋果iOS和Windows Mobile移動平臺操作系統實現客戶端程序,包括身份驗證單元、信息管理単元、數據采集及預處理単元、硬件配置単元和診斷查詢單元。所述的身份驗證単元包含兩個環節，首先是登錄智能移動平臺客戶端軟件時的用戶名、密碼有效性認證環節，然后是基于生物特征的指紋識別驗證環節。驗證通過后載入具有該指紋特征患者的相關注冊信息；所述的用戶名、密碼有效性認證、指紋識別驗證是指智能移動平臺端訪問遠端數據中心模塊的網關服務接ロ単元的相關查詢函數來實現身份驗證的過程；所述的信息管理単元提供患者注冊和信息修改功能。在患者注冊部分，患者填寫相關信息、采集指紋圖像后提交，通過格式檢查后被注冊到遠端數據中心模塊的數據庫單元；在信息修改部分，患者可以查看個人信息，并對信息中可能變動的部分如家庭地址、聯系方式等進行修改保存；所述的數據采集及預處理単元可接收生理傳感器模塊發送過來的各項生理參數并采取相關的特征值提取算法進行實時分析處理，使得患者在第一時間了解自己的身體狀況。如果發現有異常狀況，智能移動平臺可提醒患者及時赴院就診。測量完成后由患者選擇是否上傳本次監護數據；所述的硬件配置単元可對生理傳感器設備進行配置。第一次連接生理傳感器設備之前需搜索該設備獲得其藍牙地址和配對密碼，并將該設備的藍牙地址和配對密碼存入遠端數據中心，這樣下次再使用該設備時，只需查詢遠端數據中心獲得密碼后直接連接該設備即可，無需再進行搜索；所述的診斷查詢單元為患者提供了查詢自己的病歷信息、獲得醫生診斷建議的途徑，以便及時了解和改善自身健康水平。可分別按照檢測類型和檢測時間進行查詢操作。3.遠端數據中心模塊一般對患者不可見，通常在醫院內部服務器上實現。支持瀏覽器/服務器模式。提供適當和安全的訪問控制，指定用戶訪問權限。本模塊包括數據庫單元、網關服務接ロ單元和集成接ロ單元。
所述的數據庫單元是基于特定型號的服務器創建的數據庫，用于存放患者信息表、監護檢查信息表、設備信息表、醫生診斷記錄表和醫生信息表；本數據庫基于MicrosoftSQL Server 2008軟件平臺實現； 所述的網關服務接口單元提供智能移動平臺和醫生工作站所需的功能函數，如患者信息注冊函數、患者登錄驗證函數、患者指紋認證函數、患者檢查信息上傳函數、醫生注冊函數等等。這些函數直接對數據庫單元實現存儲、查詢或修改操作；為保證數據傳輸過程的可靠性和完整性，網關服務接口單元遵循SSL (Secure Sockets Layer,安全套接層)協議來為智能移動平臺端和醫生工作站訪問遠端數據中心提供安全通信服務；所述的患者檢查信息上傳函數在患者完成監護檢查后上傳檢查數據至遠端數據中心模塊時被調用，該函數向數據庫單元查詢相關用戶信息、設備信息后自動生成一種基于 HL7CDA(Health Level 7Clinical Document Architecture,即臨床文件架構，系 HL7 組織創建的一份衛生保健文檔編制標準)規范的XML(Extensible Markup Language,可擴展的標記語言)格式健康文檔并存入數據庫單元，其它醫療信息系統通過獲取并解析該文檔即可獲得所需的患者病歷信息；所述的存儲操作是將相關信息存儲到數據庫單元，包括患者信息注冊、患者檢查信息存儲和醫生信息注冊；所述的查詢操作提供對數據庫信息的查詢并返回所需查詢結果，包括患者登錄時信息查詢、患者指紋特征匹配、患者設備查找、患者病歷查詢、待診斷病歷查詢和醫生診斷記錄查詢；所述的修改操作提供對數據庫已有信息的修改，包括密碼修改、信息修改、設備修改和診斷后病歷修改；所述的集成接口單元為訪問其它醫療信息系統的患者病歷提供途徑，可對滿足一定格式的病歷數據進行查詢顯示、修改存儲操作。為測試設計的集成接口單元，所述的其它醫療信息系統采用實驗室的IHE (Integrating the Healthcare Enterprise,醫療企業集成組織)-XDS (Cross-enterprise Document Sharing,跨企業文檔共享技術框架)系統,其數據服務部分用Oracle數據庫實現，包含有患者信息表、病歷數據表、醫生診斷記錄表。4.醫務人員在醫院工作站端訪問遠端數據中心的數據庫，參考智能移動平臺的初步處理結果，對上傳的數據進行分析診斷，并且針對患者的相關診斷結果，為其定制治療計劃。如果醫生發現有嚴重病情時，可直接聯系患者或其相關聯系人。醫生工作站模塊包括醫生信息管理、病歷診斷、數據更新和信息查詢這四個單元。所述的醫生信息管理單元為醫生提供信息注冊和登錄功能。醫生首先注冊個人相關信息到遠端數據中心，登錄時經網關服務接口驗證后方可進入工作站軟件；所述的病歷診斷單元包括病歷數據查詢、病歷數據處理和診斷意見給出，醫生首先查詢得到患者的病歷數據，在觀察病歷數據后給出相應的診斷意見，并將處理結果通過網關服務接口保存到遠端數據中心模塊的數據庫單元；所述的數據更新單元包括當天病歷更新和待診斷病歷更新，專門設計一個界面用于顯示患者當天最新提交的病歷，方便醫生進行診斷，同時顯示未診斷的病歷，防止出現病歷遺漏診斷的情況；所述的信息查詢單元包括患者的個人信息查詢和醫生的診斷記錄查詢，醫生可以查詢患者的個人信息以診斷病歷和聯系患者；還可對診斷過的病歷進行記錄，方便以后進行病歷的復查顯示。
本發明的效果和優點如下I.本申請項目利用藍牙無線通信協議，設計實現通用設備接ロ，兼容性、擴展性強，可與心電、血壓、血氧飽和度、呼吸率、脈率和體溫多種生理傳感器設備實現連接；2.本申請項目利用智能移動平臺的強運算能力實現對各種家用醫療生理傳感器采集數據的實時分析處理，結合醫生的診斷意見，可有效彌補家用醫療生理傳感器功能的不足，同時也提高移動遠程監護系統家用的實用性和診斷結果可靠性；3.系統存儲監護信息的文檔依據HL7CDA消息交換標準自動生成；設計的集成接ロ單元能夠訪問外部IHE XDS醫療信息系統，完成患者信息注冊、監護信息查詢顯示和監護信息存儲等功能，充分實現與現有醫療信息系統集 成與數據共享；4.智能移動平臺端除采用傳統的用戶名和密碼身份有效性檢查外，還通過指紋識別認證手段將身份辨別落實到真實具體的用戶本身，更加方便快捷；由于指紋的唯一性和終生不變性，同時也避免移動環境下存在的身份被盜用、共用等風險；5.系統針對無線通信網絡環境的開放性，網關服務接ロ單元應用SSL安全傳輸協議建立客戶機與服務器之間的安全通道，不僅確保客戶端和服務器的身份合法性，還大大提高相關醫療數據的傳輸可靠性。


圖I為本發明實施例的一種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統結構框圖。圖2為本發明實施例的一種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統工作流程圖。圖3為本發明實施例的Android智能移動平臺端心電監護流程圖。圖4為本發明實施例的集成接ロ単元與IHE XDS系統交互圖。
具體實施例方式下面結合圖I-圖4給出本發明的一個較完整實施例，進ー步對本發明作詳細闡述，使得更易于了解本發明的結構特征和功能特點。本實施例的一種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統，其整體架構如圖I所示系統由生理傳感器模塊10、智能移動平臺模塊20、遠端數據中心模塊30、醫生エ作站模塊40四個部分組成。本實施例的系統工作流程圖如圖2所示步驟201，患者首先在智能移動平臺注冊個人信息到遠端數據中心；步驟202，患者經雙重身份驗證通過后進入智能移動平臺客戶端；步驟203，患者選擇要監護的某項生理指標和相關監護設備；步驟204，智能移動平臺連接生理傳感器設備開始監護操作；步驟205，生理傳感器將監護數據發送至智能移動平臺端，智能移動平臺端執行步驟216采取ー定的特征值提取算法對監護數據進行分析處理，并顯示處理結果；步驟206，智能移動平臺端則將監護數據發送至遠端數據中心模塊的網關服務接ロ単元，網關服務接ロ単元據此自動生成一種基于HL7CDA規范的XML格式健康文檔并將其存儲在數據庫單元中；步驟207，醫生在注冊個人信息后，經步驟208登錄驗證進入醫生工作站，可以執行步驟209查詢患者信息，步驟210查看病歷數據，步驟211診斷病歷，步驟212查詢以往病歷。針對患者的相關診斷結果，可為其定制治療計劃，必要時可執行步驟213直接聯系患者或其相關聯系人；患者可執行步驟214根據檢查時間和檢查類型查詢自己的病歷信息及醫生所給的診斷結果。還可以執行步驟215進行設備參數設置、步驟217修改個人信息等操作。本實施例中Android智能移動平臺端的心電監護過程工作流程如圖3所示步驟301，打開智能移動平臺端的本機藍牙，搜索相關設備；步驟302，發現藍牙生理傳感器設備，如果設備沒有開啟進入步驟303重新確認，否則執行步驟304，連接設備。步驟305驗證藍牙密碼信息，如果輸入錯誤執行步驟306，否則執行步驟310創建藍牙套接字，步驟307，智能移動平臺開啟一個數據接收線程，步驟308，讀取藍牙套接字流數據，步驟309將讀取的流數據寫入文件中；主線程同時執行步驟311開啟定時器；定時器線程啟動并執行步驟315繪制波形曲線，并執行步驟316提取波形信息執行一定的算法處理程序得到初步診斷結果。患者執行步驟312按下結束測量按鈕后，步驟313響應結束按鈕事件關閉定時器及藍牙套接字，步驟314，通過無線通信網絡將此次監護數據發送到遠端數據中心，步驟317本次測量結束。遠端數據中心模塊的集成接口單元與IHE XDS信息系統交互過程如圖4所示IHE XDS信息系統數據庫部分主要用來存放患者的病歷數據表，按監護類型分為脈搏波表、血壓表和心電表。患者進行個人信息注冊時，智能移動平臺401通過集成接口單元注冊模塊403將網關服務接口單元402傳來的患者信息注冊到PIX (Patient IdentifierCross-referencing病人標識交叉索引)模塊405或對PIX模塊405中的個人信息進行更改，PIX模塊將分配一個相應的患者ID ;患者上傳監護信息時，集成接口單元存儲模塊404提取并解析由網關服務接口單元自動生成的XML文檔，并將信息存入數據服務的監護信息數據庫406模塊中；工作站及管理中心模塊407需要顯示監護信息時，集成接口單元查詢模塊408將根據患者ID、檢查類型和檢查時間提取數據庫模塊406中的相關數據信息；醫務人員還可調用集成接口單元的修改模塊408來添加診斷意見
權利要求
1.一種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統，系統由生理傳感器、智能移動平臺、遠端數據中心、醫生工作站四個模塊組成；其特征在于 測量患者生命參數的生理傳感器將采集的數據通過藍牙傳輸協議傳送到智能移動平臺，智能移動平臺對其進行實時分析處理后顯示監護結果，隨后傳送至遠端數據中心；醫生工作站相關人員根據上傳的生理數據做出相應的診斷，并通過發布公告、消息提醒的方式將診斷結果反饋給患者。
2.如權利要求I所述的ー種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統，其特征在于所述的生理傳感器由多個帶有藍牙傳輸功能的便攜式傳感設備構成，實現對患者的心電、血壓、血氧飽和度、呼吸率、脈率和體溫各項體征參數的采集。
3.如權利要求I所述的ー種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統，其特征在于所述的智能移動平臺接收生理傳感器發送的生理數據后，一方面對其進行實時分析處理，一方面可將生理數據通過無線通信網絡傳送至遠端數據中心；智能移動平臺模塊包括身份驗證単元、信息管理単元、數據采集及預處理単元、硬件配置単元和診斷查詢單元； 所述的身份驗證単元包含兩個環節，首先是登錄智能移動平臺客戶端軟件時的用戶名、密碼有效性認證環節，然后是基于生物特征的指紋識別驗證環節，驗證通過后載入具有該指紋特征患者的相關注冊信息；所述的用戶名、密碼有效性認證、指紋識別驗證是指智能移動平臺端訪問遠端數據中心模塊的網關服務接ロ単元的相關查詢函數來實現身份驗證的過程； 所述的信息管理単元提供患者注冊和信息修改功能，在患者注冊部分，患者填寫相關信息、采集指紋圖像后提交，通過格式檢查后被注冊到遠端數據中心模塊的數據庫單元；在信息修改部分，患者可以查看個人信息，并對信息中可能變動的部分如家庭地址、聯系方式等進行修改保存； 所述的數據采集及預處理単元可接收生理傳感器模塊發送過來的各項生理參數并采取相關的特征值提取算法進行實時分析處理，使得患者在第一時間了解自己的身體狀況，如果發現有異常狀況，智能移動平臺可提醒患者及時赴院就診，測量完成后由患者選擇是否上傳本次監護數據； 所述的硬件配置単元可對生理傳感器設備進行配置，第一次連接生理傳感器設備之前需搜索該設備獲得其藍牙地址和配對密碼，并將該設備的藍牙地址和配對密碼存入遠端數據中心，這樣下次再使用該設備時，只需查詢遠端數據中心獲得密碼后直接連接該設備即可，無需再進行搜索； 所述的診斷查詢單元為患者提供了查詢自己的病歷信息、獲得醫生診斷建議的途徑，以便及時了解和改善自身健康水平，可分別按照檢測類型和檢測時間進行查詢操作。
4.如權利要求I所述的ー種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統，其特征在于所述的遠端數據中心包括數據庫單元、網關服務接ロ単元和集成接ロ単元； 所述的數據庫單元是基于特定型號的服務器創建的數據庫，用于存放患者信息表、監護檢查信息表、設備信息表、醫生診斷記錄表和醫生信息表； 所述的網關服務接ロ単元提供智能移動平臺和醫生工作站所需的功能函數，如患者信息注冊函數、患者登錄驗證函數、患者指紋認證函數、患者檢查信息上傳函數、醫生注冊函數等等。這些函數直接對數據庫單元實現存儲、查詢或修改操作；為保證數據傳輸過程的可靠性和完整性，網關服務接口單元遵循安全套接層SSL協議來為智能移動平臺端和醫生工作站訪問遠端數據中心提供安全通信服務； 所述的患者檢查信息上傳函數在患者完成監護檢查后上傳檢查數據至遠端數據中心模塊時被調用，該函數向數據庫單元查詢相關用戶信息、設備信息后自動生成一種基于HL7CDA即臨床文件架構規范的可擴展的標記語言格式健康文檔并存入數據庫單元，其它醫療信息系統通過獲取并解析該文檔即可獲得所需的患者病歷信息； 所述的存儲操作是將相關信息存儲到數據庫單元，包括患者信息注冊、患者檢查信息存儲和醫生信息注冊；所述的查詢操作提供對數據庫信息的查詢并返回所需查詢結果，包括患者登錄時信息查詢、患者指紋特征匹配、患者設備查找、患者病歷查詢、待診斷病歷查詢和醫生診斷記錄查詢；所述的修改操作提供對數據庫已有信息的修改，包括密碼修改、信息修改、設備修改和診斷后病歷修改； 所述的集成接口單元為訪問其它醫療信息系統的患者病歷提供途徑，可對滿足一定格式的病歷數據進行查詢顯示、修改存儲操作。為測試設計的集成接口單元，所述的其它醫療信息系統采用實驗室的IHE-XDS系統，其數據服務部分用Oracle數據庫實現，包含有患者信息表、病歷數據表、醫生診斷記錄表。
5.如權利要求I所述的一種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統，其特征在于所述的醫生工作站包括醫生信息管理、病歷診斷、數據更新和信息查詢這四個單元；其中 所述的醫生信息管理單元為醫生提供信息注冊和登錄功能，醫生首先注冊個人相關信息到遠端數據中心，登錄時經網關服務接口驗證后方可進入工作站軟件； 所述的病歷診斷單元包括病歷數據查詢、病歷數據處理和診斷意見給出，醫生首先查詢得到患者的病歷數據，在觀察病歷數據后給出相應的診斷意見，并將處理結果通過網關服務接口保存到遠端數據中心模塊的數據庫單元； 所述的數據更新單元包括當天病歷更新和待診斷病歷更新，專門設計一個界面用于顯示患者當天最新提交的病歷，方便醫生進行診斷，同時顯示未診斷的病歷，防止出現病歷遺漏診斷的情況； 所述的信息查詢單元包括患者的個人信息查詢和醫生的診斷記錄查詢，醫生可以查詢患者的個人信息以診斷病歷和聯系患者；還可對診斷過的病歷進行記錄，方便以后進行病歷的復查顯示。
全文摘要
本發明公開了一種手持移動式安全遠程醫療健康狀態監護系統，該系統由生理傳感器、智能移動平臺、遠端數據中心和醫生工作站四部分構成。生理傳感器將采集的患者數據通過藍牙技術傳輸到智能移動平臺端，智能移動平臺經過實時分析處理后顯示結果并上傳處理結果到遠端數據中心，醫生工作站的相關成員對上傳的結果數據進行查看，并給出診斷意見，必要時可聯系患者赴院檢查。本發明的有益效果是基于多種移動平臺操作系統實現客戶端程序，在確保患者身份有效性和數據傳輸安全性前提下，可隨時隨地對患者進行健康狀態監護操作，達到預防疾病的目的。
文檔編號A61B5/01GK102622522SQ20121007294
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月19日 優先權日2012年3月19日
發明者伍冬琦, 孫健永, 張建國 申請人:中國科學院上海技術物理研究所