呼吸機信息集成處理系統的製作方法
2023-05-28 03:12:36
呼吸機信息集成處理系統的製作方法
【專利摘要】基於醫療信息集成規範的呼吸機信息集成處理系統，包括：1)患者監護設備技術框架角色模塊，用於分別與呼吸機控制系統及呼吸機監控管理系統進行數據交互；2)HL7接口模塊，用於構造角色模塊的數據並傳輸至呼吸機監控管理系統，以及解析呼吸機監控管理系統的數據並傳送給角色模塊；3)應用接口模塊，用於實現角色模塊與呼吸機控制系統之間的數據交互，以及控制建立呼吸機與呼吸機監控管理系統之間的網絡連接。通過採用上述結構，使得基於該系統設計的呼吸機具備基於標準的信息集成能力，即與呼吸機監控管理系統之間實現了「即插即用」的數據集成，使得呼吸機的網絡化管理和遠程監控管理成為可能。
【專利說明】呼吸機信息集成處理系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及呼吸機領域，特別是涉及一種基於醫療信息集成規範的呼吸機信息集成處理系統。
【背景技術】
[0002]呼吸機是醫院搶救病人的關鍵設備，在現有的呼吸重症加強護理病房中，往往是通過呼吸機監控系統對多臺分散的呼吸機進行集中管理，以便有效提高呼吸機監護水平，以及便於醫護人員及時對病人採取救治措施。特別是，針對需要長期使用呼吸機的慢性呼吸性疾病的病人，通常採取居家照護呼吸治療，此時便需要配套進行呼吸機的遠程監護，以便病人在醫護人員的遠程指導下更好地完成慢性呼吸疾病的治療。
[0003]但是，對於現有的呼吸機設備來說，基於其自身的設計限制，其並不具備信息集成能力，且不能與呼吸機監控系統之間進行「即插即用」的數據通信，從而大大阻礙了呼吸機網絡化管理和遠程監控管理的實現。
【發明內容】
[0004]為克服以上現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種基於醫療信息集成規範的呼吸機信息集成處理系統，其使得基於該信息集成處理系統設計的呼吸機設備具備基於標準的信息集成能力，與符合醫療信息集成規範的呼吸機監控管理系統之間實現「即插即用」的數據集成，從而降低了患者監護設備技術規範和標準的實施門檻，使得呼吸機的網絡化管理與遠程監控管理成為可能。
[0005]本發明的技術方案是:
[0006]一種基於醫療信息集成規範的呼吸機信息集成處理系統，其包括:
[0007]患者監護設備技術框架角色模塊，所述角色模塊依照醫療信息集成規範所定義的集成模式，分別通過應用接口模塊與呼吸機控制系統之間、以及通過HL7接口模塊與呼吸機監控管理系統之間進行數據交互；
[0008]HL7接口模塊，用於將來自所述角色模塊的符合醫療信息集成規範的有效數據構造為標準的HL7消息，通過網絡傳輸至呼吸機監控管理系統；同時，還用於將來自呼吸機監控管理系統的符合HL7標準的消息解析為與所述角色模塊相對應的有效數據，並傳送給所述角色模塊；以及
[0009]應用接口模塊，用於實現所述角色模塊與呼吸機控制系統之間的數據交互，以及用於控制建立呼吸機與呼吸機監控管理系統之間的網絡連接。
[0010]如上所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:所述角色模塊包括設備數據報告者角色、波形數據報告者角色、報警報告者角色、回顧數據用戶角色和病人信息使用者角色。
[0011]如上所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:所述應用接口模塊包括:
[0012]API下行數據接口，用於接受呼吸機控制系統的調用，將呼吸機控制系統的數據傳送給所述角色模塊的設備數據報告者角色、波形數據報告者角色、報警報告者角色、回顧數據用戶角色和病人信息使用者角色；
[0013]API上行數據接口，用於接受呼吸機控制系統使用，將來自所述角色模塊中的回顧數據用戶角色和/或病人信息使用者角色的數據傳送給呼吸機控制系統；
[0014]API控制接口，用於通過指定的網絡通信IP位址、遠程埠和本地埠控制建立呼吸機與呼吸機監控管理系統之間的網絡連接。
[0015]如上所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:呼吸機控制系統通過所述API下行數據接口進行發送的數據包括以下類型數據:
[0016]發送至所述設備數據報告者角色的呼吸頻率、潮氣量、分鐘通氣量、氣道壓力、PEEP值及氧濃度參數類數據；
[0017]發送至所述波形數據報告者角色的壓力、流量、容量、Sp02及EtC02波形類數據；
[0018]發送至所述報警報告者角色的報警類數據；
[0019]發送至所述回顧數據用戶角色的請求設備配置參數類數據；和
[0020]發送至所述病人信息使用者角色的請求病人信息類數據。
[0021]如上所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:呼吸機控制系統通過所述API上行數據接口所接收的數據包括:
[0022]來自回顧數據用戶角色的設備配置參數類數據；和/或
[0023]來自病人信息使用者角色的病人信息類數據。
[0024]如上所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:所述集成模式包括患者監護設備技術框架的術語映射集成模式、設備系統通信集成模式、波形內容模塊集成模式、報警通信管理集成模式、回顧性數據查詢集成模式，以及信息基礎架構技術框架定義的病人身份查詢集成模式。
[0025]如上所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:所述HL7消息遵循MLLP協議，並基於Socket進行TCP/IP的網絡通信，用於實現所述HL7消息的網絡傳輸。
[0026]本發明的有益效果是:本發明通過封裝了醫療信息集成規範(患者監護設備技術框架)角色模塊以及HL7接口模塊，從而實現了患者監護設備技術規範角色功能和HL7相關功能，同時還通過為呼吸機控制系統提供簡單易用的API接口，使得基於該呼吸機信息集成組件設計的呼吸機設備具備基於標準的信息集成能力，即能夠與符合醫療信息集成規範的呼吸機監控管理系統之間實現「即插即用」的數據集成，從而大大降低了患者監護設備技術規範和標準的實施門檻，使得呼吸機的網絡化管理與遠程監控管理成為可能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明實施例下的呼吸機信息集成處理系統的結構框圖；
[0028]圖2為設備系統通信集成模式角色事務圖；
[0029]圖3為波形內容模塊集成模式波形結構定義示意圖；
[0030]圖4為報警通信管理集成模式角色事務圖；
[0031]圖5為回顧性數據查詢集成模式角色事務圖；
[0032]圖6為病人身份查詢集成模式角色事務圖。
[0033]圖中:患者監護設備技術框架角色模塊1，HL7接口模塊2，應用接口模塊3。
【具體實施方式】
[0034]本發明公開了一種基於醫療信息集成規範的呼吸機信息集成處理系統，用於分別與呼吸機控制系統和呼吸機監控管理系統進行數據交互。該呼吸機信息集成處理系統包括了患者監護設備技術框架角色模塊1、HL7(醫療信息交換標準)接口模塊2和應用接口模塊3三部分，具體為:
[0035](I)患者監護設備技術框架角色模塊，其中的每種角色依照醫療信息集成規範所定義的集成模式，分別通過應用接口模塊與呼吸機控制系統之間、以及通過HL7接口模塊與呼吸機監控管理系統之間進行數據交互。
[0036](2)HL7(醫療信息交換標準)接口模塊，用於將來自角色模塊的符合醫療信息集成規範的有效數據構造為標準的HL7消息，通過網絡傳輸至呼吸機監控管理系統；同時，還用於將來自呼吸機監控管理系統的符合HL7標準的消息解析為與角色模塊相對應的有效數據，並傳送給角色模塊。
[0037]作為優選，上述HL7接口模塊中的HL7消息構造與解析功能遵循患者監護設備技術框架所要求的HL7v2.6版本技術要求，從而實現了將角色模塊中所得到的符合醫療信息集成規範的有效數據構造為標準的HL7消息，也可將符合HL7標準的消息解析為角色所對應的有效數據。並且進一步地，HL7消息通信遵循MLLP協議，基於Socket進行TCP/IP的網絡通信，以實現HL7消息的網絡傳輸。作為一種實施例，可選擇NHAPI類庫為HL7構造與解析工具，由於NHAPI最高支持到HL7V2.5版本，而本發明使用HL7V2.6版本，因此需要對NHAPI類庫原始碼進行修改升級以滿足要求。
[0038](3)應用接口模塊，用於實現角色模塊與呼吸機控制系統之間的數據交互，以及用於控制建立呼吸機與呼吸機監控管理系統之間的網絡連接。
[0039]呼吸機的醫療信息集成規範(患者監護設備技術框架)角色如何選擇與實現，是應用中的主要技術性問題。作為一種實施例，如圖1所示，本發明的上述角色模塊I包括了設備數據報告者角色、波形數據報告者角色、報警報告者角色、回顧數據用戶角色和病人信息使用者角色。進一步地，呼吸機信息包括了下行方向的信息(即呼吸機控制系統通過HL7接口對外發送的信息)和上行方向的信息(即呼吸機控制系統通過HL7接口所接收到的信息)，其中，下行方向的信息有參數類數據、報警類數據、波形類數據、請求設備配置參數類數據、請求病人信息類數據；上行方向的信息有設備配置參數類數據和病人信息類數據。
[0040]基於上述角色模塊1，對於上述呼吸機信息集成處理系統，其中的應用接口模塊3包括:
[0041]API下行數據接口，用於接受呼吸機控制系統的調用，將呼吸機控制系統的數據傳送給角色模塊的設備數據報告者角色、波形數據報告者角色、報警報告者角色、回顧數據用戶角色和病人信息使用者角色中的相應角色；
[0042]API上行數據接口，用於接受呼吸機控制系統使用，將來自角色模塊中的回顧數據用戶角色和/或病人信息使用者角色的數據傳送給呼吸機控制系統；
[0043]API控制接口，用於通過指定的網絡通信IP位址、遠程埠和本地埠控制建立呼吸機與呼吸機監控管理系統之間的網絡連接。因此，相應地，呼吸機控制系統通過API下行數據接口進行發送的數據包括:
[0044]發送至設備數據報告者角色的呼吸頻率、潮氣量、分鐘通氣量、氣道壓力、PEEP值及氧濃度參數類數據；
[0045]發送至波形數據報告者角色的壓力、流量、容量、Sp02及EtC02波形類數據；
[0046]發送至報警報告者角色的報警類數據；
[0047]發送至回顧數據用戶角色的請求設備配置參數類數據；和
[0048]發送至病人信息使用者角色的請求病人信息類數據。
[0049]呼吸機控制系統通過API上行數據接口所接收的數據包括:
[0050]來自回顧數據用戶角色的設備配置參數類數據；和
[0051]來自病人信息使用者角色的病人信息類數據。
[0052]下面對具體實現上述數據交互的方法進行詳細說明。上述這些信息或數據的傳遞按照醫療信息集成規範所定義的集成模式來實現，所選擇的集成模式包括了患者監護設備技術框架的術語映射集成模式、設備系統通信集成模式、波形內容模塊集成模式、報警通信管理集成模式、回顧性數據查詢集成模式，以及信息基礎架構技術框架定義的病人身份查詢集成模式。
[0053]其中，術語映射集成模式規範了設備數據內容與標準術語ISO/IEEE11073-10101MDC和UCUM之間的映射。術語映射集成模式通過與標準術語的映射，實現對設備和系統數據的約束，保證設備與系統對數據的統一理解，避免數據的二義性。
[0054]設備系統通信集成模式規範了各種不同醫療設備與醫療信息系統之間的互操作。如圖2所示，設備系統通信集成模式將設備功能抽象為設備數據報告者角色，將信息系統功能抽象為設備數據使用者角色，通過P⑶-01事務，使用HL7V2.6版本的ORU'ROl消息來實現設備與信息系統之間的參數型數據的通信。
[0055]波形內容模塊集成模式定義了波形數據結構和語義，如圖3所示，可採用設備系統通信集成模式定義的設備數據報告者角色、數據使用者角色實現，通過P⑶-01事務，使用HL7V2.6版本的ORU'ROl消息進行波形類數據通信，每個波形部分採用一個OBR段標識，多個OBX段記錄波形數據和參數，實現波形類數據的通信。
[0056]報警通信管理集成模式實現病人診療過程中報警信息的管理，將包含狀態和事件的報警信息從醫療設備傳送至信息系統。如圖4所示，報警通信管理集成模式定義了報警報告者角色、報警管理者角色和報警終端角色，通過P⑶-04事務，使用HL7V2.6版本的0RU~R40消息實現報警報告者角色與報警管理者角色之間的報警類數據的通信，通過P⑶-06/07事務通過無線傳輸協議(WCTP)進行報警管理者角色和報警終端角色之間報警類數據的分發及狀態報告。
[0057]回顧性數據查詢集成模式實現設備從信息系統獲取歷史數據，其中定義了回顧數據響應者角色和回顧數據用戶角色。如圖5所示，回顧數據用戶角色(如呼吸機設備)通過P⑶-12事務，使用HL7V2.6版本的QBP~Q11消息向回顧數據響應者角色(如信息系統)發起回顧性數據查詢請求。回顧數據響應者角色通過P⑶-13事務，使用HL7V2.6版本的RSP~K16消息發送查詢響應(如呼吸機的設置參數)至回顧數據用戶角色。
[0058]病人身份查詢集成模式定義了設備向病人信息伺服器查詢病人信息的方法，解決設備缺少輸入手段或避免病人信息輸入錯誤問題。如圖6所示，病人身份查詢集成模式定義了病人信息提供者角色和病人信息使用者角色，通過IT1-21事務，病人信息使用者角色使用HL7V2.6的QBP~Q21消息向病人信息提供者角色提交查詢請求，病人信息提供者角色通過HL7V2.6的RSP~K22消息向病人信息使用者角色返回所查詢的病人信息。
[0059]按照上述患者監護設備技術框架的定義，設備數據報告者角色通過API下行數據接口得到呼吸機控制系統所檢測的各類呼吸參數如呼吸頻率、潮氣量、分鐘通氣量、氣道壓力、PEEP值、氧濃度等數據，通過HL7接口模塊構造為HL70RU~R01消息，並通過網絡發送給呼吸機監控管理系統所實現的數據使用者角色，實現參數類數據的發送。
[0060]波形數據報告者角色通過API下行數據接口得到呼吸機控制系統所採集的壓力、流量、容量、Sp02、EtC02等實時波形數據，通過HL7接口模塊構造為HL70RU~R01消息，並通過網絡發送給呼吸機監控管理系統所實現的數據使用者角色，實現波形類數據的發送。
[0061]報警報告者角色通過API下行數據接口得到呼吸機控制系統檢測到的報警信息，通過HL7接口模塊構造為HL70RU~R40消息，並通過網絡發送給呼吸機監控管理系統所實現的報警管理者角色，實現報警類數據的發送。
[0062]回顧數據用戶角色通過API下行數據接口得到請求設備配置參數類數據，調用HL7接口模塊構造為QBP'Qll消息並經網絡通信向呼吸機監控管理系統發起參數設置請求，並在HL7接口模塊中通過委託接收RSP~K16消息，從中解析得到呼吸機設置參數，通過API上行數據接口發送給呼吸機控制系統，實現設備配置參數類數據的獲取。
[0063]病人信息使用者角色通過API下行數據接口得到請求病人信息類數據，調用HL7接口模塊構造為QBP~Q22消息並經網絡通信向呼吸機監控管理系統發起病人信息查詢請求，並在HL7接口模塊中通過委託接收RSP~K22消息，從中解析得到病人信息，通過API上行數據接口發送給呼吸機控制系統，實現病人信息類數據的獲取。
[0064]在程序實現上，對於上述API下行數據接口，具體包括了:發送呼吸參數的SendParametersMsg方法；發送報警參數的SendAlarmMsg方法；發送波形數據的SendWaveMsg方法；發送系統對設備的設置參數請求的SendQueryForSettingParametersMsg方法；以及發送獲取病人信息請求的SendQueryForPatientInfoMsg 方法。
[0065]對於上述API上行數據接口，則運用「委託機制」來實現，以將回顧數據用戶角色或病人信息使用者角色接收到的數據通過該接口傳送給呼吸機控制系統。其中，API上行數據接口分別定義了傳送所請求的設備設置參數的DelegateReceiveSettingInfo委託，以及傳送所查詢的病人信息的DelegateReceivePatientInfo委託。
[0066]對於API控制接口，其通過指定的網絡通信IP位址、遠程和本地埠建立呼吸機與呼吸機監控管理系統的連接，為呼吸機控制系統提供建立和斷開網絡通信連接的控制接口。該API控制接口通過定義IHEClientConnect方法，按照指定的網絡通信IP位址、遠程埠號、本地埠號建立與呼吸機監控管理系統的連接；通過定義IHEDisConnect方法，實現對網絡通信連接的斷開。
[0067]綜上所述，本發明通過封裝了醫療信息集成規範(患者監護設備技術框架)角色模塊以及HL7接口模塊，從而實現了患者監護設備技術規範角色功能和HL7相關功能，同時還通過為呼吸機控制系統提供簡單易用的API接口，使得基於該呼吸機信息集成組件設計的呼吸機設備具備基於標準的信息集成能力，即能夠與符合醫療信息集成規範的呼吸機監控管理系統之間實現「即插即用」的數據集成，從而大大降低了患者監護設備技術規範和標準的實施門檻，使得呼吸機的網絡化管理與遠程監控管理成為可能。
[0068]本發明的基於醫療信息集成規範的呼吸機信息集成處理系統，可嵌入呼吸機或存儲在呼吸機內部的存儲裝置中。
[0069]上面結合附圖對本發明優選的【具體實施方式】和實施例作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式和實施例，在本領域技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明構思的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種基於醫療信息集成規範的呼吸機信息集成處理系統，其包括: 患者監護設備技術框架角色模塊，所述角色模塊依照醫療信息集成規範所定義的集成模式，分別通過應用接口模塊與呼吸機控制系統之間、以及通過HL7接口模塊與呼吸機監控管理系統之間進行數據交互； HL7接口模塊，用於將來自所述角色模塊的符合醫療信息集成規範的有效數據構造為標準的HL7消息，通過網絡傳輸至呼吸機監控管理系統；同時，還用於將來自呼吸機監控管理系統的符合HL7標準的消息解析為與所述角色模塊相對應的有效數據，並傳送給所述角色1?塊；以及 應用接口模塊，用於實現所述角色模塊與呼吸機控制系統之間的數據交互，以及用於控制建立呼吸機與呼吸機監控管理系統之間的網絡連接。
2.如權利要求1所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:所述角色模塊包括設備數據報告者角色、波形數據報告者角色、報警報告者角色、回顧數據用戶角色。
3.如權利要求2所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:所述應用接口模塊包括: API下行數據接口，用於接受呼吸機控制系統的調用，將呼吸機控制系統的數據傳送給所述角色模塊的設備數據報告者角色、波形數據報告者角色、報警報告者角色、回顧數據用戶角色和病人信息使用者角色； API上行數據接口，用於接受呼吸機控制系統使用，將來自所述角色模塊中的回顧數據用戶角色和/或病人信息使用者角色的數據傳送給呼吸機控制系統； API控制接口，用於通過指定的網絡通信IP位址、遠程埠和本地埠控制建立呼吸機與呼吸機監控管理系統之間的網絡連接。
4.如權利要求3所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:呼吸機控制系統通過所述API下行數據接口進行發送的數據包括以下類型數據: 發送至所述設備數據報告者角色的呼吸頻率、潮氣量、分鐘通氣量、氣道壓力、PEEP值及氧濃度參數類數據； 發送至所述波形數據報告者角色的壓力、流量、容量、Sp02及EtC02波形類數據； 發送至所述報警報告者角色的報警類數據； 發送至所述回顧數據用戶角色的請求設備配置參數類數據；和 發送至所述病人信息使用者角色的請求病人信息類數據。
5.如權利要求3所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:呼吸機控制系統通過所述API上行數據接口所接收的數據包括: 來自回顧數據用戶角色的設備配置參數類數據；和/或 來自病人信息使用者角色的病人信息類數據。
6.如權利要求2至5中任一項所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:所述集成模式包括患者監護設備技術框架的術語映射集成模式、設備系統通信集成模式、波形內容模塊集成模式、報警通信管理集成模式、回顧性數據查詢集成模式，以及信息基礎架構技術框架定義的病人身份查詢集成模式。
7.如權利要求1所述的呼吸機信息集成處理系統，其特徵在於:所述HL7消息遵循MLLP協議，並基於Socket進行TCP/IP的網絡通信，用於實現所述HL7消息的網絡傳輸。
【文檔編號】H04L29/08GK104462854SQ201410837952
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】鄭建立, 張璐, 鄧敏, 樊丞成, 漆榮輝 申請人:上海理工大學