基於大數據挖掘及數據冗餘處理的醫療信息系統的製作方法
2023-05-12 18:34:57
本發明涉及醫療監控平臺技術領域，具體地說是一種工作可靠、監控準確，能夠有效提高醫療監控效率，進而達到優化醫療資源的目的的基於大數據挖掘及數據冗餘處理的醫療信息系統。
背景技術：
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目前在醫療領域中，尤其在家庭突發病中，一般家庭人員的醫療水平有限，完全依靠電話或傳真等的簡單通訊方式來將患者的病情等詳細數據傳到醫院供醫生進行會診，這難以詳實描述患者的情況，為醫生的會診帶來一定的難度，很難為醫生對患者病情的正確判斷提供有效的依據，並且醫院無法提前為轉移過來的患者做充分的準備。上述情形也經常發生在日常的救護車急救中。由於救護車上的急救人員不能準確及時將患者的病情詳實描述給醫院，無法讓醫院做好充分的準備，從而會導致對患者病情的延誤，嚴重時，可能危及患者的生命。
為了解決上述問題，研究人員提出了採用醫學監控儀器採集患者身體各項數據，並及時發送至處理平臺，從而達到及時診治的目的。現有的遠程醫療監控系統主要包括遠程管控平臺以及本地監控端，本地監控端設有用於採集患者身體數據的血糖、血壓、體溫、心跳等參數採集機構，本地監控端將採集到的數據經無線通信電路上傳至遠程管控平臺，一般通過GPRS或乙太網或藍牙或3G/4G移動通信電路等方式上傳數據，理想狀態下，本地監控端能夠與遠程管控平臺配合完成實時監控/診斷，然而在數據的無線傳輸過程中，容易由於網絡擁塞等問題發生延時或丟包，導致數據的完整性受到破壞，為了解決該問題，應該在網絡出現擁塞情況前及時作出正確的處理，而抖動和延時則是網絡發生擁塞的前期徵兆，抖動的突變往往預示著網絡瓶頸的到來。抖動表示的是數據包延時變化的劇烈程度，如果把數據包的延時當做隨機變量，那麼抖動就是這個隨機過程中各個時刻的方差，在實際應用過程中，對於方差的計算在計算精度與計算複雜度上做了一個取捨平衡，以達到及時準確表徵網絡抖動的需求。然而現有的計算方法靈敏度較低。
技術實現要素：
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本發明針對現有技術存在的缺點和不足，提出了一種能夠快速準確的將患者病情數據傳輸至遠程診療平臺的基於大數據挖掘及數據冗餘處理的醫療信息系統。
本發明可以通過以下措施達到：
一種基於大數據挖掘及數據冗餘處理的醫療信息系統，其特徵在於設有管控平臺以及兩個以上的本地監控終端，管控平臺與本地監控終端經網絡通信電路相連接，其中所述管控平臺包括伺服器、數據接收機構、數據分析機構，數據分析機構和數據接收機構分別與伺服器相連接，數據分析機構與數據接收機構相連接，所述數據分析機構包括用於獲取關鍵信息的數據抽取模塊、用於對獲取的數據進行預處理的預處理模塊、數據簡約模塊、用於對處理方式進行選擇的參數設置模塊、用於對數據進行分析運算的數據挖掘模塊、用於對多項挖掘結果進行融合的數據融合模塊、用於輸出融合後最終結果的顯示輸出模塊；所述本地監控終端設有控制器、數據採集模塊、數據存儲模塊、數據發送模塊，其中控制器分別與數據採集模塊、數據存儲模塊、數據發送模塊相連接，數據採集模塊和數據發送模塊分別與數據存儲模塊相連接；所述本地監控終端還設有與控制器相連接的網絡擁塞檢測模塊和數據通信快速切換模塊，其中網絡擁塞檢測模塊包括傳輸延時變化率獲取模塊、基準值調整模塊、判斷是否重置基準值模塊、基準值重置模塊、抖動值計算模塊，其中傳輸延時變化率獲取模塊、基準值調整模塊、判斷是否重置基準值模塊依次連接，判斷是否重置基準值模塊的輸出端分別與基準值重置模塊和抖動值計算模塊相連接，基準值重置模塊的輸出端與基準值調整模塊相連接；所述數據簡約模塊對獲取的數據進行以下處理：在待計算數據內容的字節序列中確定窗口長度；確定並行計算的窗口數及跳轉間隔；根據已算得的窗口指紋值並行計算各窗口的指紋值，其中所述窗口指紋值的計算方式為：RF(α1、α2、α3......αβ)＝(α1pβ+α2pβ‐1+…+αβ‐1p+αβ)modM；其中α1、α2、α3......αβ為待計算數據內容中的字節序列，RF(α1、α2、α3……αβ)表示窗口長度為β的字節序列的指紋值，p和M為可選的常數；所述根據已算得的窗口指紋值並行計算各窗口的指紋值由下式計算：RF(αi+1、αi+2、αi+3......αi+β)＝(RF(αi、αi+1、αi+2......αi+β‐1)‐αi×pβ)×p+αi+βmodM；其中αi+1、αi+2、αi+3......αi+β為待計算數據內容中的字節序列，RF(αi、αi+1、αi+2......αi+β‐1)表示窗口長度為β的字節序列的指紋值，p和M為可選的常數；標記窗口指紋值符合預定的數據分塊邊界條件的窗口位置為數據分塊邊界，其中，窗口指紋值符合預定的數據分塊條件，則將當前滑動窗口的右邊界所在位置標記為數據分塊的邊界；計算數據分塊的散列值，並標記數據分塊的散列值與已存儲的數據分塊散列值相等的為冗餘數據塊。
本發明中所述窗口指紋值由拉賓指紋函數計算；所述跳轉間隔為所述並行計算的窗口數的整數倍；所述跳轉間隔不是所述並行計算的窗口數的整數倍；所述跳轉間隔中重疊計算的窗口指紋值用於校驗；所述並行計算的窗口位於同一跳轉間隔中；所述並行計算的窗口位於不同跳轉間隔中；以散列值與引用信息替代所述標記為冗餘數據塊的數據進行所述數據塊的存儲。
本發明中網絡擁塞檢測模塊的輸出端與數據通信快速切換模塊相連接，數據通信快速切換模塊的輸入端與網絡擁塞檢測模塊中抖動值計算模塊的輸出端相連接，數據通信快速切換模塊包括門限值比對模塊、地址分配模塊、當前服務網絡信號強度接收模塊、當前節點與基站距離判斷模塊、邊緣觸發模塊、通信通道更新/建立模塊，其中抖動值計算模塊的輸出端與門限值比對模塊相連接，門限值比對模塊的輸出端與地址分配模塊相連接，地址分配模塊與當前節點與基站距離判斷模塊、邊緣觸發模塊、通信通道更新/建立模塊依次相連接，當前服務網絡信號強度接收模塊的額輸出端與門限值比對模塊相連接。
本發明所述本地監控終端中的數據採集模塊用於採集患者身體數據，包括血壓值、血糖值、體溫、心跳等。
本發明所述傳輸延時變化率獲取模塊把連續的時間離散化，以幀作為離散化的時間單位，Ti至Ti+1時間間隔內共20幀，用Di表示數據包的傳輸延時，傳輸時延Di的計算公式為：Di＝(Ri‐Si)，其中Ri為接收端收到數據包的時間，Si為數據包自帶的發送時間，計算Ti‐1到Ti時間內傳輸延時的平均值和Ti到Ti+1時間內傳輸延時的平均值根據和得到傳輸延時的變化率DRi。
本發明所述基準值調整模塊進行每單位時間調整基準值：E＝E+DRi×Δt，其中，E為期望值，Δt為兩幀間的時間差。
本發明所述判斷是否重置基準值模塊判斷是否需要重置基準值：若是，則通過基準值重置模塊將基準值重置為：E＝Di+DRi×(Ti+1‐Ti)/2，然後送入抖動值計算模塊，否則直接送入抖動值計算模塊。
本發明中抖動值計算模塊求平均值與基準值的差值，並對這個差值的絕對值做指數平滑，計算抖動值Ji為：Ji＝(15×Ji‐1+|Di‐E|)/16，用抖動值表徵網絡擁塞情況，抖動值越大則即將發生的網絡擁塞越嚴重。
本發明與現有技術相比，能夠克服現有監控系統中數據無法實時高效傳播的問題，具有結構合理、工作可靠等顯著的優點。
附圖說明：
附圖1是本發明的結構框圖。
附圖2是本發明中網絡擁塞檢測模塊的結構框圖。
附圖3是本發明中數據通信快速切換模塊的結構框圖。
附圖4是本發明中數據分析機構的結構框圖。
附圖標記；管控平臺1、本地監控終端2、伺服器3、數據接收機構4、數據分析機構5、控制器6、數據採集模塊7、數據存儲模塊8、數據發送模塊9、網絡擁塞檢測模塊10、數據通信快速切換模塊11、傳輸延時變化率獲取模塊12、基準值調整模塊13、判斷是否重置基準值模塊14、基準值重置模塊15、抖動值計算模塊16、門限值比對模塊17、地址分配模塊18、當前服務網絡信號強度接收模塊19、當前節點與基站距離判斷模塊20、邊緣觸發模塊21、通信通道更新/建立模塊22、數據抽取模塊23、預處理模塊24、參數設置模塊25、數據挖掘模塊26、數據融合模塊27、顯示輸出模塊28。
具體實施方式：
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
如附圖所示，本發明提出了一種基於大數據挖掘及數據冗餘處理的醫療信息系統，其特徵在於設有管控平臺1以及兩個以上的本地監控終端2，管控平臺1與本地監控終端2經網絡通信電路相連接，其中所述管控平臺1包括伺服器3、數據接收機構4、數據分析機構5，數據分析機構5和數據接收機構4分別與伺服器3相連接，數據分析機構5與數據接收機構4相連接，所述數據分析機構包括用於獲取關鍵信息的數據抽取模塊23、用於對獲取的數據進行預處理的預處理模塊24、數據簡約模塊29、用於對處理方式進行選擇的參數設置模塊25、用於對數據進行分析運算的數據挖掘模塊26、用於對多項挖掘結果進行融合的數據融合模塊27、用於輸出融合後最終結果的顯示輸出模塊28；所述本地監控終端2設有控制器6、數據採集模塊7、數據存儲模塊8、數據發送模塊9，其中控制器6分別與參數採集模7塊、數據存儲模塊8、數據發送模塊9相連接，數據採集模塊7和數據發送模塊9分別與數據存儲模塊8相連接；所述本地監控終端2還設有與控制器6相連接的網絡擁塞檢測模塊10和數據通信快速切換模塊11，其中網絡擁塞檢測模塊10包括傳輸延時變化率獲取模塊12、基準值調整模塊13、判斷是否重置基準值模塊14、基準值重置模塊15、抖動值計算模塊16，其中傳輸延時變化率獲取模塊12、基準值調整模塊13、判斷是否重置基準值模塊14依次連接，判斷是否重置基準值模塊14的輸出端分別與基準值重置模塊15和抖動值計算模塊16相連接，基準值重置模塊15的輸出端與基準值調整模塊13相連接。
本發明中網絡擁塞檢測模塊10的輸出端與數據通信快速切換模11塊相連接，數據通信快速切換模塊11的輸入端與網絡擁塞檢測模塊10中抖動值計算模塊16的輸出端相連接，數據通信快速切換模塊11包括門限值比對模塊17、地址分配模塊18、當前服務網絡信號強度接收模塊19、當前節點與基站距離判斷模塊20、邊緣觸發模塊21、通信通道更新/建立模塊22，其中抖動值計算模塊16的輸出端與門限值比對模塊17相連接，門限值比對模塊17的輸出端與地址分配模塊18相連接，地址分配模塊18與當前節點與基站距離判斷模塊20、邊緣觸發模塊21、通信通道更新/建立模塊22依次相連接，當前服務網絡信號強度接收模塊19的額輸出端與門限值比對模塊17相連接。
本發明所述本地監控終端中的數據採集模塊用於採集患者身體數據，包括血壓值、血糖值、體溫、心跳等。
本發明所述傳輸延時變化率獲取模塊把連續的時間離散化，以幀作為離散化的時間單位，Ti至Ti+1時間間隔內共20幀，用Di表示數據包的傳輸延時，傳輸時延Di的計算公式為：Di＝(Ri‐Si)，其中Ri為接收端收到數據包的時間，Si為數據包自帶的發送時間，計算Ti‐1到Ti時間內傳輸延時的平均值和Ti到Ti+1時間內傳輸延時的平均值根據和得到傳輸延時的變化率DRi。
本發明所述基準值調整模塊進行每單位時間調整基準值：E＝E+DRi×Δt，其中，E為期望值，Δt為兩幀間的時間差。
本發明所述判斷是否重置基準值模塊判斷是否需要重置基準值：若是，則通過基準值重置模塊將基準值重置為：E＝Di+DRi×(Ti+1‐Ti)/2，然後送入抖動值計算模塊，否則直接送入抖動值計算模塊。
本發明中抖動值計算模塊求平均值與基準值的差值，並對這個差值的絕對值做指數平滑，計算抖動值Ji為：Ji＝(15×Ji‐1+|Di‐E|)/16，用抖動值表徵網絡擁塞情況，抖動值越大則即將發生的網絡擁塞越嚴重。
本發明與現有技術相比，能夠克服現有監控系統中數據無法實時高效傳播的問題，具有結構合理、工作可靠等顯著的優點。