分析病患生理参数管理平台的实现与设计的策略研究
来源：UC论文网2015-12-05 20:39
摘要：
摘 要： 针对病患生理参数的采集，结合软件工程学的方法论，采用远程技术实现对体温、血压、脉搏等病区日常测量的生理参数的采集、分发与处理。从临床医生对监控系统的使用习
摘 要： 针对病患生理参数的采集，结合软件工程学的方法论，采用远程技术实现对体温、血压、脉搏等病区日常测量的生理参数的采集、分发与处理。从临床医生对监控系统的使用习惯出发，通过数据库建模技术、J2EE等技术，从海量数据收集，到数据库建模以及利用SSH框架建立起生理参数管理平台。该系统能满足病区的日常生理参数的智能采集与全面的汇聚，给患者的日常治疗提供可靠安全保证，为医生及时做出临床决策提供有力的保障。
关键词： 病患； 生理参数； 监控平台； 数据挖掘
中图分类号： TN311?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）16?0034?04
Design and implementation of physiological parameter management platform for patients
WEN Haojie
（Nanjing General Hospital of Nanjing Military Rejion， Nanjing 210002， China）
Abstract： Aiming at the patient physiological parameter acquisition， acquisition， distribution and processing of the daily?measured physiological parameters of temperature， blood pressure， pulse and so on were implemented with remote technology according to the software engineering theory. The physiological parameter management platform with the functions of data acquisition， database modeling and SSH framework application was established with database modeling technology and J2EE technology based on clinicians’ habits of using their monitoring systems. The system can meet the intelligent acquisition and comprehensive convergence of daily physiological parameters of patients in an endemic area， provide reliable security guarantee for daily treatment of patients and provide a strong guarantee for doctors to make their clinical decision.
Keywords： patient； physiological parameter； monitoring platform； data mining
0 引 言
随着我国人口结构逐渐向老龄化迈进，一些新型的医学模式也逐渐对疾病的治疗、预防和控制等方面作出新尝试，新一代数字健康工程技术正在朝着数字化、智能化的方向快速发展[1]。目前监控仪所能监测的是很有限的参数，而能自动、连续、无创监测的参数很少，且都仅限于生理参数[2]。从医疗信息化的发展来看，通过有效的医疗物联网，医院可以对患者或亚健康者进行实时诊断并提供健康提醒服务，从而有效地减少和控制病患的发生与发展[3]。
随着我国人口老龄化的进一步加剧，需要家庭健康监控的老年病人数也会越来越多，开发一种生理参数管理平台，全面汇聚病区的日常生理参数，对于解决“监”与“护”统一问题具有重要的现实意义。
1 病患生理参数管理平台的架构设计
1.1 业务与管理流程设计
病患生理参数管理平台是基于物联网，集生命体征采集和监控、远程诊断和治疗、慢病预防和干预、疾病随访、设备管理、居民健康档案和健康信息统计分析于一体的大型信息系统[4]。该系统利用物联网、数据挖掘、网络通信等各种高科技手段，目标是通过该平台的使用可以实现远程的健康监控。
管理平台的总体架构如图1所示，被管理平台服务的入网人群包含3部分，分别是体检人群、门诊病人和住院患者。
对于体检人群，系统根据体检结果对用户进行疾病风险评估和人群分类，如果其各项指标正常，即被划分为健康人群，出具健康体检报告，并要求其定期进行体检。如果其某些指标出现异常，但还没有严重到患病的程度，则被划分为亚健康人群，医护人员利用远程健康管理，将对其出具相应的疾病风险报告及健康干预指导。对于普通门诊患者，健康管理平台对其进行分类，如果其为健康或亚健康，则同上述体检人群的监控方法一致。如果其患某种疾病，尚还未达到住院标准，医护人员则可通过远程无线健康监控平台与病人实现互动，根据实时体征参数调整用药和治疗方案，直到病人恢复健康。
对于住院患者，在其康复出院后，利用该系统对其术后状况、康复过程进行跟踪、随访。出于医院病床床位的限制和医护人员的短缺，住院患者一般在病情得到初步治疗和控制后就会安排出院，在家恢复康复。
图1 医院病患生理参数管理平台架构图
1.2 病患生理参数管理平台设计
本文提出的远程健康监控平台，患者可以在足不出户的情况下与医护人员进行诊断交流并得到及时的反馈。远程健康监控平台通过各种采集器实时采集用户生命体征信息，并通过无线网络实时传输到网络服务器[5]。整个平台由心电监控系统、动态血压监控系统、血糖监控系统、睡眠监控系统、呼吸监控系统等诸多子系统组成，分别采集不同的体征参数以满足不同病症的监控需求。远程健康监控平台的主要构成如图2所示。 图2 远程健康监控平台的组成部分
远程心电监控系统由心电采集器、健康手机、中心管理系统、医生工作站等4个部分组成。该系统的主要创新点在于：基于心电采集器与健康手机采用分开设计理念，同时采用单电源技术、低功耗中央处理器技术、高集成芯片设计技术与嵌入式软件技术，并且有效集成，使得心电采集器“功耗小、体积小、重量轻、方便佩带”；采用蓝牙模块休眠技术、CPU休眠技术、蓝牙断线自动重连技术与嵌入式软件技术，并且有效集成[6]，确保了通信的稳定性和数据的可靠性；采用高效可靠的压缩算法对待传送数据进行压缩处理，使得网络流量降低50%左右，有效利用带宽，提高系统实时性；采用可靠的数据传输协议，利用分包、编号、重传等手段使得在采集器和智能终端之间的心电数据传输准确无误；以上多种先进技术确保了心电图数据的实时、动态、可靠传送。
远程动态血压监控系统侧重于与高血压相关的临床方面的应用及家庭血压监测；对病人在一天中不同时间段的收缩压、舒张压、心率等参数进行客观准确采集并自动传送至e+医健康手机，还可记录特定事件（如进餐、运动、睡眠、其他等）发生的时间；手机端接收到测量数据后，通过GPRS实时传输测量记录到远程监控平台[7]。远程睡眠监控系统采用了“血氧+可调节枕头”的方法，当患者发生阻塞性睡眠呼吸暂停综合症（OSAS）时，所用到的枕头可以自动的进行调整，确保了患者的呼吸道总是处于通畅的状态，以实现治疗的效果。其特点是患者可以在家居环境下接受OSAS治疗。
关键词： 病患； 生理参数； 监控平台； 数据挖掘
中图分类号： TN311?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）16?0034?04
Design and implementation of physiological parameter management platform for patients
WEN Haojie
（Nanjing General Hospital of Nanjing Military Rejion， Nanjing 210002， China）
Abstract： Aiming at the patient physiological parameter acquisition， acquisition， distribution and processing of the daily?measured physiological parameters of temperature， blood pressure， pulse and so on were implemented with remote technology according to the software engineering theory. The physiological parameter management platform with the functions of data acquisition， database modeling and SSH framework application was established with database modeling technology and J2EE technology based on clinicians’ habits of using their monitoring systems. The system can meet the intelligent acquisition and comprehensive convergence of daily physiological parameters of patients in an endemic area， provide reliable security guarantee for daily treatment of patients and provide a strong guarantee for doctors to make their clinical decision.
Keywords： patient； physiological parameter； monitoring platform； data mining
0 引 言
随着我国人口结构逐渐向老龄化迈进，一些新型的医学模式也逐渐对疾病的治疗、预防和控制等方面作出新尝试，新一代数字健康工程技术正在朝着数字化、智能化的方向快速发展[1]。目前监控仪所能监测的是很有限的参数，而能自动、连续、无创监测的参数很少，且都仅限于生理参数[2]。从医疗信息化的发展来看，通过有效的医疗物联网，医院可以对患者或亚健康者进行实时诊断并提供健康提醒服务，从而有效地减少和控制病患的发生与发展[3]。
随着我国人口老龄化的进一步加剧，需要家庭健康监控的老年病人数也会越来越多，开发一种生理参数管理平台，全面汇聚病区的日常生理参数，对于解决“监”与“护”统一问题具有重要的现实意义。
1 病患生理参数管理平台的架构设计
1.1 业务与管理流程设计
病患生理参数管理平台是基于物联网，集生命体征采集和监控、远程诊断和治疗、慢病预防和干预、疾病随访、设备管理、居民健康档案和健康信息统计分析于一体的大型信息系统[4]。该系统利用物联网、数据挖掘、网络通信等各种高科技手段，目标是通过该平台的使用可以实现远程的健康监控。
管理平台的总体架构如图1所示，被管理平台服务的入网人群包含3部分，分别是体检人群、门诊病人和住院患者。
对于体检人群，系统根据体检结果对用户进行疾病风险评估和人群分类，如果其各项指标正常，即被划分为健康人群，出具健康体检报告，并要求其定期进行体检。如果其某些指标出现异常，但还没有严重到患病的程度，则被划分为亚健康人群，医护人员利用远程健康管理，将对其出具相应的疾病风险报告及健康干预指导。对于普通门诊患者，健康管理平台对其进行分类，如果其为健康或亚健康，则同上述体检人群的监控方法一致。如果其患某种疾病，尚还未达到住院标准，医护人员则可通过远程无线健康监控平台与病人实现互动，根据实时体征参数调整用药和治疗方案，直到病人恢复健康。
对于住院患者，在其康复出院后，利用该系统对其术后状况、康复过程进行跟踪、随访。出于医院病床床位的限制和医护人员的短缺，住院患者一般在病情得到初步治疗和控制后就会安排出院，在家恢复康复。
图1 医院病患生理参数管理平台架构图
1.2 病患生理参数管理平台设计
本文提出的远程健康监控平台，患者可以在足不出户的情况下与医护人员进行诊断交流并得到及时的反馈。远程健康监控平台通过各种采集器实时采集用户生命体征信息，并通过无线网络实时传输到网络服务器[5]。整个平台由心电监控系统、动态血压监控系统、血糖监控系统、睡眠监控系统、呼吸监控系统等诸多子系统组成，分别采集不同的体征参数以满足不同病症的监控需求。远程健康监控平台的主要构成如图2所示。 图2 远程健康监控平台的组成部分
远程心电监控系统由心电采集器、健康手机、中心管理系统、医生工作站等4个部分组成。该系统的主要创新点在于：基于心电采集器与健康手机采用分开设计理念，同时采用单电源技术、低功耗中央处理器技术、高集成芯片设计技术与嵌入式软件技术，并且有效集成，使得心电采集器“功耗小、体积小、重量轻、方便佩带”；采用蓝牙模块休眠技术、CPU休眠技术、蓝牙断线自动重连技术与嵌入式软件技术，并且有效集成[6]，确保了通信的稳定性和数据的可靠性；采用高效可靠的压缩算法对待传送数据进行压缩处理，使得网络流量降低50%左右，有效利用带宽，提高系统实时性；采用可靠的数据传输协议，利用分包、编号、重传等手段使得在采集器和智能终端之间的心电数据传输准确无误；以上多种先进技术确保了心电图数据的实时、动态、可靠传送。
远程动态血压监控系统侧重于与高血压相关的临床方面的应用及家庭血压监测；对病人在一天中不同时间段的收缩压、舒张压、心率等参数进行客观准确采集并自动传送至e+医健康手机，还可记录特定事件（如进餐、运动、睡眠、其他等）发生的时间；手机端接收到测量数据后，通过GPRS实时传输测量记录到远程监控平台[7]。远程睡眠监控系统采用了“血氧+可调节枕头”的方法，当患者发生阻塞性睡眠呼吸暂停综合症（OSAS）时，所用到的枕头可以自动的进行调整，确保了患者的呼吸道总是处于通畅的状态，以实现治疗的效果。其特点是患者可以在家居环境下接受OSAS治疗。
