專利名稱：與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置及其設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集，特別是多種傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療信息的采集，具體是一種與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置及其設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，對生命體征傳感器設(shè)備，如RFID無線射頻識別、心電圖機、血氧儀，體溫計等的眾多檢測數(shù)據(jù)需要及時采集、分析，制定醫(yī)療方案?，F(xiàn)有技術(shù)在使用通過傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測醫(yī)療數(shù)據(jù)時，為了給使用特定的傳感器用戶提供信息服務(wù)，應(yīng)用程序必須直接處理每一個被檢測的數(shù)據(jù)。該方式需要針對每一個不同類型及廠家的傳感器而開發(fā)不同的應(yīng)用程序。同時，當(dāng)為產(chǎn)生信息服務(wù)所需要的傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量和種類增加后，必須將該應(yīng)用程序修改和擴大以滿足相對于每個傳感器網(wǎng)絡(luò)中的通信協(xié)議、消息格式；當(dāng)從同樣的傳感器網(wǎng)絡(luò)采集到的數(shù)據(jù)被同時用于多個不同的應(yīng)用程序時，傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信耗費將增大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的降低，應(yīng)用程序的實時性得不到保證。這種醫(yī)療信息采集方式直接與提·供信息的各種醫(yī)療設(shè)備關(guān)聯(lián)，應(yīng)用程序繁多，同時需要不斷對應(yīng)用程序后續(xù)開發(fā)，不僅成本高，耗費大量人力物力資源，且時效性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與設(shè)備及第三方應(yīng)用系統(tǒng)差異無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置及其設(shè)計方法，本發(fā)明將具有不同用途和功能的多種醫(yī)療傳感器的信號進(jìn)行自動感知和采集，通過中間件對消息進(jìn)行處理，以多種的方式提供給多個不同的應(yīng)用程序使用，達(dá)到醫(yī)療信息采集與提供信息的各種醫(yī)療設(shè)備無關(guān)聯(lián)，時效性、可靠性大幅提高的目的。節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源，降低應(yīng)用程序的開發(fā)復(fù)雜度及后續(xù)開發(fā)成本。本發(fā)明的基本思路是屏蔽醫(yī)療設(shè)備及第三方應(yīng)用系統(tǒng)差異，采用中間件裝置將具有不同用途和功能的多種醫(yī)療傳感器的信號進(jìn)行自動感知和采集，同時，將自動感知采集到的數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則進(jìn)行篩選過濾、轉(zhuǎn)換處理成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，以多種方式提供給多個不同的應(yīng)用程序使用，通過信息感知、存儲、處理和服務(wù)四個單元構(gòu)成完整的應(yīng)用系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣達(dá)到的一種與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置，與傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點、傳感器匯聚單元以及業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、信息交換網(wǎng)關(guān)構(gòu)成完整的應(yīng)用系統(tǒng)。中間件裝置由信息感知單元、信息存儲單元、信息處理單元和服務(wù)提供單元組成。信息感知單元包括設(shè)備感知部件、設(shè)備管理部件、信息讀寫部件三個部分。信息存儲單元包括隊列管理器、消息隊列和消息庫三個部分。信息處理單元包括消息處理部件、事件管理部件和消息映射部件三個部分。信息服務(wù)單元設(shè)置有至少一種為應(yīng)用系統(tǒng)提供服務(wù)的模塊；傳感器匯聚單元以無線通信的方式將傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)上傳到醫(yī)療信息采集中間件裝置的信息感知單元，信息存儲單元對信息存儲，信息處理單元對采集到的消息進(jìn)行分析及消息格式的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)換，通過信息服務(wù)提供單元將消息提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)使用，同時發(fā)送到信息交換網(wǎng)關(guān)。在信息感知單元，所述設(shè)備感知部件設(shè)置有設(shè)備發(fā)現(xiàn)裝置、通信協(xié)議適配器和設(shè)備或廠家適配器；所述設(shè)備管理部件設(shè)置有驅(qū)動庫、設(shè)備注冊模塊和設(shè)備卸載模塊；所述信息讀寫部件設(shè)置有消息讀取模塊和消息寫入模塊。在信息處理單元，所述事件管理部件設(shè)置有事件設(shè)計器、事件庫和事件處理引擎；所述消息映射部件設(shè)置有規(guī)則設(shè)計器、規(guī)則庫和規(guī)則解析引擎。信息服務(wù)單元為應(yīng)用系統(tǒng)提供服務(wù)的模塊包括API調(diào)用模式、消息隊列模式、WebService模式、Socket模式的模塊。一種與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置的設(shè)計方法，采用以醫(yī)療信息采集 中間件裝置為核心，包括傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點、傳感器匯聚單元以及業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、信息交換網(wǎng)關(guān)構(gòu)建完整的應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)自動實時感知傳感器網(wǎng)絡(luò)及每個傳感器節(jié)點的連接狀態(tài)，且這些傳感器狀態(tài)被連續(xù)監(jiān)視。醫(yī)療信息采集中間件裝置采集傳感器匯聚單元以無線通信的方式傳送的傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，對采集到的消息存儲并進(jìn)行分析及消息格式的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)換，通過信息服務(wù)提供單元將消息提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)多個應(yīng)用程序使用，同時發(fā)送到信息交換網(wǎng)關(guān)。包括構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點，用于監(jiān)測各種信息；將不同傳感器的不同接口數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集并轉(zhuǎn)化為無線通信協(xié)議的傳感器匯聚單元，傳感器匯聚單元同時將采集到的數(shù)據(jù)通過無線通信協(xié)議發(fā)送到醫(yī)療信息采集中間件裝置；醫(yī)療信息采集中間件裝置采集、分類和綜合從傳感器讀取到的消息，將消息進(jìn)行消息格式的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)換，以適合應(yīng)用程序的方式提供給應(yīng)用程序，同時提供給信息交換網(wǎng)關(guān);信息交換網(wǎng)關(guān)將消息與第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行交互，同時在業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)與第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)中進(jìn)行消息轉(zhuǎn)換。醫(yī)療信息采集中間件裝置的信息感知單元，用于發(fā)現(xiàn)并加載傳感器，并采集信息在設(shè)備感知部件，通過設(shè)備發(fā)現(xiàn)裝置自動感知、識別連接到醫(yī)療信息采集中間件裝置的傳感器；通信協(xié)議適配器適配傳感器的通信協(xié)議；通過設(shè)備類別或廠家適配器識別設(shè)備的類型和廠家，并以此來加載不同的API。在設(shè)備管理部件，通過設(shè)備注冊模塊將設(shè)備注冊到驅(qū)動庫中；通過設(shè)備卸載模塊將設(shè)備從驅(qū)動庫中卸載；驅(qū)動庫用于存放注冊設(shè)備的驅(qū)動信息。在信息讀寫部件，通過消息讀取模塊讀取傳感器消息，通過消息寫入模塊對傳感器寫入指令處理。醫(yī)療信息采集中間件裝置信息存儲單元，用于存儲采集到的信息通過消息隊列臨時存放采集到的消息，并按照一定的先后順序?qū)ο⑺偷叫畔⑻幚韱卧M(jìn)行處理；通過隊列管理器用于管理消息隊列；消息庫定期或長期存放采集到的消息。醫(yī)療信息采集中間件裝置信息處理單元，用于對消息的完整性驗證、冗余處理在消息映射部件通過規(guī)則設(shè)計器指定消息與業(yè)務(wù)間的關(guān)系，及不同傳感器或不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中消息與消息之間的邏輯關(guān)系；通過規(guī)則庫存放規(guī)則設(shè)計器所設(shè)計的規(guī)則及其他消息處理規(guī)則；消息解析引擎根據(jù)規(guī)則庫中的規(guī)則對消息進(jìn)行處理。在事件管理部件，通過事件設(shè)計器制定事件觸發(fā)條件及事件；通過事件庫存放事件設(shè)計器所設(shè)計的事件及其他事件；事件解析引擎根據(jù)事件庫中的事件對消息進(jìn)行分析處理。醫(yī)療信息采集中 間件裝置信息服務(wù)單元，用于通過以適用于應(yīng)用程序的方式為應(yīng)用程序提供信息服務(wù)包括以下為應(yīng)用系統(tǒng)提供的服務(wù)類型API調(diào)用模式、消息隊列模式、WebService 模式、Socket 模式。醫(yī)療信息采集中間件裝置從應(yīng)用系統(tǒng)中識別傳感器、采集數(shù)據(jù)、提供信息服務(wù)的方法包括如下步驟a)自動感知連接到中間件的傳感器；b)包括但不限于串口、USB、RJ45等接口協(xié)議至少I種的識別；c)將步驟b)中的接口協(xié)議轉(zhuǎn)化為包括但不限于藍(lán)牙、WIFI、ZegBee等至少I種的無線通信協(xié)議；d)自動識別傳感器設(shè)備廠家，并加載其API ；e)自動或按指令采集傳感器信息；f)根據(jù)用戶或所提供服務(wù)的應(yīng)用程序設(shè)定的規(guī)則產(chǎn)生事件，包括但不限于通知、報警、開或關(guān)設(shè)備；g)根據(jù)用戶或所提供服務(wù)的應(yīng)用程序設(shè)定的規(guī)則對消息與業(yè)務(wù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；h)處理后的消息以多種方式為應(yīng)用程序提供服務(wù)。醫(yī)療信息采集中間件裝置的工作流程是在步驟SOl中，設(shè)備感知部件311中的設(shè)備發(fā)現(xiàn)裝置監(jiān)測到有新的傳感器連接到醫(yī)療信息采集中間件裝置所在的網(wǎng)絡(luò)上；在步驟S02中，設(shè)備感知部件311中的設(shè)備類別適配器對傳感器的驅(qū)動程序進(jìn)行查找，查找將在設(shè)備管理部件312中的驅(qū)動庫中進(jìn)行，如果有該傳感器的驅(qū)動程序，則安裝，如果沒有，則進(jìn)行步驟S03，由設(shè)備管理部件312的設(shè)備注冊模塊對設(shè)備進(jìn)行注冊，將該傳感器的驅(qū)動程序添加到設(shè)備管理部件312的驅(qū)動庫中，然后安裝驅(qū)動；在步驟304中，設(shè)備感知部件311中的通信協(xié)議適配器將會識別傳感器所連接的網(wǎng)絡(luò)；在步驟S05中，設(shè)備感知部件311中的設(shè)備類別或廠家適配器識別該設(shè)備的類型及廠家，并將相應(yīng)的消息格式規(guī)則添加到信息處理單元33的消息映射部件333的規(guī)則庫中；在步驟S06中，信息讀寫部件313中的消息讀取模塊讀取傳感器中的信息，并發(fā)送到信息存儲單元32中的消息隊列322和消息庫323，在步驟S07中，隊列管理器321對消息隊列322和消息隊列322中的消息進(jìn)行優(yōu)先級等管理；在步驟S08中，消息處理部件331對消息完整性進(jìn)行驗證、對冗余消息等進(jìn)行處理，步驟309是由事件管理部件332中的事件解析引擎對消息所引發(fā)的事件進(jìn)行處理，查找事件管理部件332中的事件庫是否有該條事件，如果有，則由事件管理部件332中的事件解析引擎對其進(jìn)行處理；如果沒有，則進(jìn)行步驟S10，由事件管理部件332中的事件設(shè)計器對該事件進(jìn)行設(shè)計，報警或其他操作，將該事件添加到事件管理部件332中的事件庫中，然后由事件管理部件332中的事件解析引擎對其進(jìn)行處理或者丟棄該事件；在步驟Sll中，由消息映射部件333中的規(guī)則解析引擎對消息及其對應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行映射處理，查找消息映射部件333中的規(guī)則庫是否有該條規(guī)則，如果有，則由消息映射部件333中的規(guī)則解析引擎對其進(jìn)行處理；如果沒有，則進(jìn)行步驟S12，由消息映射部件333中的規(guī)則設(shè)計器對該規(guī)則進(jìn)行設(shè)計，將該規(guī)則添加到消息映射部件333中的規(guī)則庫中，然后由消息映射部件333中的規(guī)則解析引擎對其進(jìn)行處理；或者丟棄該消息；在步驟S13中，信息服務(wù)單元34以適合業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40的方式，為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40提供API調(diào)用服務(wù)341、消息隊列服務(wù)342、WebService服務(wù)343、Socket服務(wù)344將信息提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40，同時這些服務(wù)也提供給信息交換網(wǎng)關(guān)50，來為第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)60提供信息服務(wù)。本發(fā)明的積極效果是
·
I、醫(yī)療信息采集中間件裝置能夠?qū)⒕哂胁煌猛竞凸δ艿亩喾N醫(yī)療傳感器的信號進(jìn)行自動感知和采集對消息進(jìn)行處理，以多種的方式提供給多個不同的應(yīng)用程序使用而與醫(yī)療設(shè)備無關(guān)，保證檢測數(shù)據(jù)的實時性、可靠性，對醫(yī)療效果起到非常大的積極作用。2、節(jié)約大量的人力、物力資源和網(wǎng)絡(luò)資源，降低應(yīng)用程序的開發(fā)復(fù)雜度及后續(xù)開發(fā)成本。3、本發(fā)明可屏蔽使用設(shè)備及第三方應(yīng)用系統(tǒng)的差異，不僅用于醫(yī)療信息的采集，還可廣泛用于從異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的多種傳感器網(wǎng)絡(luò)信息的采集。4、裝置設(shè)計簡單、可靠、實用，易于推廣。
四

圖I示出了一個完整的應(yīng)用系統(tǒng)示意圖。圖2為本發(fā)明的醫(yī)療信息采集中間件裝置的框架結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明的醫(yī)療信息采集中間件中的信息感知組件結(jié)構(gòu)圖。圖4為消息映射部件中規(guī)則設(shè)計器的工作原理圖。圖5為醫(yī)療信息采集中間件裝置在實施例中的部署圖。圖6為本發(fā)明的醫(yī)療信息采集中間件裝置工作流程圖。
五具體實施例方式圖I示出了本發(fā)明基于醫(yī)療信息采集中間件裝置的一個完整的應(yīng)用系統(tǒng)示意圖。包括傳感器網(wǎng)絡(luò)10，傳感器匯聚單元20，醫(yī)療信息采集中間件30，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40，信息交換網(wǎng)關(guān)50。在本實施例中，應(yīng)用系統(tǒng)為第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)60，第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)是HIS、LIS、PACS等醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的至少一個。傳感器網(wǎng)絡(luò)10由多個異構(gòu)傳感器組成。傳感器網(wǎng)絡(luò)10自動檢測體溫、血壓、血氧、心率等生命體征信息送入傳感器匯聚單元20，傳感器匯聚單元20將異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)10的不同接口統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為WIFI并將消息發(fā)送到醫(yī)療信息采集中間件裝置30。醫(yī)療信息采集中間件裝置30采集由傳感器匯聚單元20所發(fā)送的消息，經(jīng)過采集、處理、轉(zhuǎn)換后以API調(diào)用模式、消息隊列模式、WebService模式、Socket模式多種方式提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40使用，以及提供給信息交換網(wǎng)關(guān)50。業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40接收醫(yī)療信息采集中間件30所發(fā)送的信息，得到病人的生命體征檢測結(jié)果。信息交換網(wǎng)關(guān)50接受到醫(yī)療信息采集中間件裝置30發(fā)送的信息，分別提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40和第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)60。第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)60接收信息交換網(wǎng)關(guān)50所發(fā)送的信息并使用。圖2為本發(fā)明的醫(yī)療信息采集中間件裝置的框架結(jié)構(gòu)圖。
參照圖2，醫(yī)療信息采集中間件裝置30由4個單元組成，分別為信息感知單元31、信息存儲單元32、信息處理單元33、和服務(wù)提供單元34。信息感知單元31由3個部分組成，分別為設(shè)備感知部件311、設(shè)備管理部件312、信息讀寫部件313。設(shè)備感知部件311的功能是通過設(shè)備發(fā)現(xiàn)裝置來感知連接到中間件30的傳感器，通過通信協(xié)議適配器來適配不同的通信協(xié)議，通過設(shè)備類別適配器來適配不同的廠家。設(shè)備管理部件的功能是管理所連接上的傳感器，通過設(shè)備注冊模塊來對傳感器進(jìn)行注冊，通過設(shè)備卸載模塊來對傳感器進(jìn)行卸載，通過驅(qū)動庫來保存各傳感器的注冊信息。信息讀寫部件的功能是通過消息讀取模塊來讀取傳感器網(wǎng)絡(luò)10的消息，通過消息寫入模塊來傳感器網(wǎng)絡(luò)10進(jìn)行消息寫入。信息感知單元組件結(jié)構(gòu)參照圖3。信息感知單元是整個醫(yī)療信息采集中間件的核心部分。設(shè)備管理部件含設(shè)備注冊配置模塊、設(shè)備卸載模塊和設(shè)備驅(qū)動庫。設(shè)備管理部件 功能實現(xiàn)是首先對所需要采集的對象設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理配置，針對不同廠家的設(shè)備提供靈活的配置管理。設(shè)備感知部件由設(shè)備發(fā)現(xiàn)裝置通過設(shè)備監(jiān)控手段確認(rèn)設(shè)備類型/廠家適配器、通信協(xié)議適配器接口、通信協(xié)議適配器實現(xiàn)類型進(jìn)行設(shè)備操作。感知部件具體實現(xiàn)是通過動態(tài)加載設(shè)備管理部件中的設(shè)備配置文件，實時偵聽各種通信端口的信息，接收到相關(guān)數(shù)據(jù)報文后交由后續(xù)的組件進(jìn)行處理，與設(shè)備感知部件相關(guān)的硬件主要是包含具有傳感器網(wǎng)功能的新型醫(yī)療器械產(chǎn)品和自主研發(fā)的配套無線信息采集器，例如自動血氧量監(jiān)測儀、無線血壓采集儀、無線溫度采集器、多用途無線傳輸監(jiān)護(hù)儀以及各種RFID電子標(biāo)簽、RFID閱讀器和無線傳感轉(zhuǎn)換器等。信息讀寫部件含有信息讀取模塊和信息寫入模塊。信息存儲單元32由3個部分構(gòu)成，分別為隊列管理器321，負(fù)責(zé)對消息322進(jìn)行管理。消息隊列322，每條采集到的消息都會保存在消息隊列322中等待隊列管理器321的管理排序，以確定其先級等。消息庫323，一些需要在本地或者服務(wù)器上保存的有價值的消息將會保存在消息庫323中。消息隊列采用數(shù)據(jù)緩沖隊列實現(xiàn)，保證數(shù)據(jù)的完整性和實時性、協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)生成和處理速度之間的矛盾，解決了大數(shù)據(jù)量同時采集時信息處理單元不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的處理，可能造成數(shù)據(jù)丟棄的問題。信息處理單元33由3個部分組成，分別為消息處理部件331、事件管理部件332、和消息映射部件333。消息處理部件331對消息完整性進(jìn)行驗證、對冗余消息等進(jìn)行處理。消息處理部件包含數(shù)據(jù)適配功能、數(shù)據(jù)過濾功能。數(shù)據(jù)適配功能分為兩部實現(xiàn)首先消息處理部件將采集到的數(shù)據(jù)根據(jù)各自廠家提供的數(shù)據(jù)報文格式生成的數(shù)據(jù)驗證規(guī)則進(jìn)行有效性驗證；其次是數(shù)據(jù)整理同類產(chǎn)品中不同型號的傳感器采集到的數(shù)據(jù)格式不一樣，通過數(shù)據(jù)整理將這些不同格式的數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的、系統(tǒng)需要的格式。數(shù)據(jù)過濾功能主要是根據(jù)一定的規(guī)則算法，將采集到的冗余數(shù)據(jù)去掉，為后續(xù)的事件管理部件提供可靠的數(shù)據(jù)保障。事件管理部件332通過事件設(shè)計器來制定觸發(fā)事件的規(guī)則，如某消息表示某傳感器節(jié)點損壞或關(guān)閉，需要發(fā)出警報，通過事件庫保存事件設(shè)計器所制定的事件，通過事件處理引擎來實現(xiàn)事件設(shè)計器所制定的事件。為了產(chǎn)生該事件(如關(guān)于某個狀態(tài)的通知和報警，或?qū)鞲衅髟O(shè)備的監(jiān)控信息)，可以單獨采集傳感器網(wǎng)絡(luò)10中的某個單獨的傳感器信息，也可以分析來自多個異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測數(shù)據(jù)的組合，消息映射部件333通過規(guī)則設(shè)計器制定消息在不同應(yīng)用程序不同業(yè)務(wù)中的映射關(guān)系規(guī)則，通過規(guī)則庫保存規(guī)則設(shè)計器所制定的規(guī)則，通過消息解析引擎實現(xiàn)規(guī)則設(shè)計器所設(shè)計的規(guī)則。信息服務(wù)單元34。該單元實現(xiàn)了醫(yī)療信息采集中間件裝置能夠以多種方式為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40提供服務(wù)，包括通過API調(diào)用方式341為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40提供服務(wù)，通過消息隊列方式342為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40提供服務(wù)，通過WebService方式343為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40提供服務(wù)，通過Socket方式344為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40提供服務(wù)。同時也可以采用上述多種方式將消息提供給信息交換網(wǎng)關(guān)50，以供第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)60使用。該信息服務(wù)單元34可以僅僅為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40提供一次信息，也可以在業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40的請求周期內(nèi)周期性的提供信息，或在滿足該業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40的要求的特定時刻提供信息服務(wù)。
醫(yī)療信息采集中間件裝置從應(yīng)用系統(tǒng)中識別傳感器、采集數(shù)據(jù)、提供信息服務(wù)的方法包括如下步驟a)自動感知連接到中間件的傳感器；b)包括但不限于串口、USB、RJ45等接口協(xié)議至少I種的識別；c)將步驟b)中的接口協(xié)議轉(zhuǎn)化為包括但不限于藍(lán)牙、WIFI、ZegBee等至少I種的無線通信協(xié)議；d)自動識別傳感器設(shè)備廠家，并加載其API ；e)自動或按指令采集傳感器信息；f)根據(jù)用戶或所提供服務(wù)的應(yīng)用程序設(shè)定的規(guī)則產(chǎn)生事件，包括但不限于通知、報警、開或關(guān)設(shè)備；g)根據(jù)用戶或所提供服務(wù)的應(yīng)用程序設(shè)定的規(guī)則對消息與業(yè)務(wù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；h)處理后的消息以多種方式為應(yīng)用程序提供服務(wù)。圖4為消息映射部件333中規(guī)則設(shè)計器的工作原理圖。參照圖4，消息映射部件收到一條消息Ml后，按照規(guī)則庫中對應(yīng)傳感器的消息規(guī)貝U，以分隔符“；”為標(biāo)志將消息分解為字段，然后解析消息字段中包含的內(nèi)容，再將消息字段按照目標(biāo)消息M2的格式映射到消息M2中不同的節(jié)點中。其中，消息可以是報文格式，如消息M1，也可以是XML格式，如消息M2。字段的映射可以按照字段順序映射，如消息Ml的字段I映射到消息M2的節(jié)點I中，也能夠在消息的不同字段中映射，如消息Ml的字段2映射到消息M2的節(jié)點3中，消息Ml的字段3映射到消息M2的節(jié)點2中，也能夠?qū)ο⒆侄芜M(jìn)行組合與拆分后映射，如消息Ml的字段4和字段5合并后映射到消息M2的節(jié)點4中。這樣，不同設(shè)備或不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)消息就能夠?qū)崿F(xiàn)相互轉(zhuǎn)換和識別。圖5為醫(yī)療信息采集中間件裝置整體部署圖。參照圖5，醫(yī)療信息采集中間件裝置主要分三部分部署，具體如下無線采集器主要針對醫(yī)院現(xiàn)有沒能聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療設(shè)備(例如心電監(jiān)護(hù)儀、輸液泵)，部署發(fā)明中的前端無線采集器硬件，它的作用是將醫(yī)療設(shè)備的實時信息經(jīng)過一定的算法處理后通過無線信號發(fā)回到醫(yī)療信息采集中間件服務(wù)器。便攜式醫(yī)療采集設(shè)備包含一些生命體征參數(shù)采集功能的醫(yī)療設(shè)備，這類設(shè)備主要部署到社區(qū)醫(yī)院或居民家中，作為健康信息采集的數(shù)據(jù)源頭，信息通過無線網(wǎng)絡(luò)或3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶蠖说牟杉?wù)器中。醫(yī)療信息采集中間件組件分兩種應(yīng)用場景部署，說明如下醫(yī)療采集服務(wù)器組件是部署到專門的醫(yī)療信息采集服務(wù)器中，通過信息感知組件接收前端無線采集器或便攜式醫(yī)療設(shè)備采集到的信息，并將信息經(jīng)過驗證解密后交由信息存儲組件和信息處理組件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范處理存儲，然后經(jīng)由信息服務(wù)組件為第三方應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用。采集組件主要是部署到移動終端設(shè)備上，作為信息采集的組件，將采集到的信息直接返回給其他系統(tǒng)組件使用。主要應(yīng)該場景如醫(yī)護(hù)人員使用移動醫(yī)療系統(tǒng)終端設(shè)備可以在患者床邊自動采集患者個人信息和生命體征信息，供醫(yī)護(hù)人員參考作進(jìn)一步處理。圖6為本發(fā)明的實施例的工作流程圖。在步驟SOl中，設(shè)備感知部件311中的設(shè)備發(fā)現(xiàn)裝置監(jiān)測到有新的傳感器連接到醫(yī)療信息采集中間件所在的網(wǎng)絡(luò)上。在步驟S02中，設(shè)備感知部件311中的設(shè)備類別適配器將對傳感器的驅(qū)動程序進(jìn)行查找，查找將在設(shè)備管理部件312中的驅(qū)動庫中進(jìn)行，如果有該傳感器的驅(qū)動程序，則安裝，如果沒有，則進(jìn)行步驟S03，由設(shè)備管理部件312的設(shè)備注·冊模塊對設(shè)備進(jìn)行注冊，將該傳感器的驅(qū)動程序添加到設(shè)備管理部件312的驅(qū)動庫中，然后安裝驅(qū)動。在步驟304中，設(shè)備感知部件311中的通信協(xié)議適配器將會識別傳感器所連接的網(wǎng)絡(luò)。在步驟S05中，設(shè)備感知部件311中的設(shè)備類別/廠家適配器將會識別該設(shè)備的類型及廠家，并將相應(yīng)的消息格式等規(guī)則添加到信息處理單元33的消息映射部件333的規(guī)則庫中。在步驟S06中，信息讀寫部件313中的消息讀取模塊將會讀取傳感器中的信息，并發(fā)送到信息存儲單元32中的消息隊列322和消息庫323。在步驟S07中，隊列管理器321將對消息隊列322和消息隊列322中的消息進(jìn)行優(yōu)先級等管理。在步驟S08中，消息處理部件331對消息完整性進(jìn)行驗證、對冗余消息等進(jìn)行處理。步驟309是由事件管理部件332中的事件解析引擎對消息所引發(fā)的事件進(jìn)行處理，查找事件管理部件332中的事件庫是否有該條事件，如果有，則由事件管理部件332中的事件解析引擎對其進(jìn)行處理；如果沒有，則進(jìn)行步驟S10，由事件管理部件332中的事件設(shè)計器對該事件進(jìn)行設(shè)計，如報警或其他操作，將該事件添加到事件管理部件332中的事件庫中，然后由事件管理部件332中的事件解析引擎對其進(jìn)行處理；或者丟棄該事件。在步驟Sll中，由消息映射部件333中的規(guī)則解析引擎對消息及其對應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行映射處理，查找消息映射部件333中的規(guī)則庫是否有該條規(guī)則，如果有，則由消息映射部件333中的規(guī)則解析引擎對其進(jìn)行處理；如果沒有，則進(jìn)行步驟S12，由消息映射部件333中的規(guī)則設(shè)計器對該規(guī)則進(jìn)行設(shè)計，將該規(guī)則添加到消息映射部件333中的規(guī)則庫中，然后由消息映射部件333中的規(guī)則解析引擎對其進(jìn)行處理；或者丟棄該消息。在步驟S13中，信息服務(wù)單元34將會以適合業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40的方式，為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40提供API調(diào)用服務(wù)341、消息隊列服務(wù)342、WebService服務(wù)343、Socket服務(wù)344等多種方式將信息提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40。同時這些服務(wù)也將能夠提供給信息交換網(wǎng)關(guān)50,來為第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)60提供信息服務(wù)。步驟S01-S05只在監(jiān)測到新的傳感器設(shè)備接入時才會執(zhí)行，對于一直運行的傳感器設(shè)備，直接從步驟S06開始執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置，其特征在于與傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點、傳感器匯聚單元以及業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、信息交換網(wǎng)關(guān)構(gòu)成完整的應(yīng)用系統(tǒng)，中間件裝置由信息感知單元、信息存儲單元、信息處理單元和服務(wù)提供單元組成；信息感知單元包括設(shè)備感知部件、設(shè)備管理部件、信息讀寫部件三個部分；信息存儲單元包括隊列管理器、消息隊列和消息庫三個部分；信息處理單元包括消息處理部件、事件管理部件和消息映射部件三個部分；信息服務(wù)單元設(shè)置有至少一種為應(yīng)用系統(tǒng)提供服務(wù)的模塊；傳感器匯聚單元以無線通信的方式將傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)上傳到醫(yī)療信息采集中間件裝置的信息感知單元，信息存儲單元對信息存儲，信息處理單元對采集到的消息進(jìn)行分析及消息格式的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)換，信息服務(wù)提供單元將消息提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)使用，同時發(fā)送到信息交換網(wǎng)關(guān)。
2.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)療信息采集中間件裝置，其特征在于在信息感知單元，所述設(shè)備感知部件設(shè)置有設(shè)備發(fā)現(xiàn)裝置、通信協(xié)議適配器和設(shè)備或廠家適配器；所述設(shè)備管理部件設(shè)置有驅(qū)動庫、設(shè)備注冊模塊和設(shè)備卸載模塊；所述信息讀寫部件設(shè)置有消息讀取模塊和消息寫入模塊。
3.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)療信息采集中間件裝置，其特征在于在信息處理單元，所述事件管理部件設(shè)置有事件設(shè)計器、事件庫和事件處理引擎；所述消息映射部件設(shè)置有規(guī)則設(shè)計器、規(guī)則庫和規(guī)則解析引擎。
4.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)療信息采集中間件裝置，其特征在于信息服務(wù)單元為應(yīng)用系統(tǒng)提供服務(wù)的模塊包括API調(diào)用模式、消息隊列模式、WebService模式、Socket模式的模塊。
5.一種與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置的設(shè)計方法，其特征在于采用以醫(yī)療信息采集中間件裝置為核心，包括傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點、傳感器匯聚單元以及業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、信息交換網(wǎng)關(guān)構(gòu)建完整的應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)自動感知識別硬件設(shè)備、自動實時感知傳感器網(wǎng)絡(luò)及每個傳感器節(jié)點的連接狀態(tài)，且這些傳感器狀態(tài)被連續(xù)監(jiān)視；醫(yī)療信息采集中間件裝置采集傳感器匯聚單元以無線通信方式傳送的傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，對采集到的消息存儲并進(jìn)行分析及消息格式的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)換，通過信息服務(wù)提供單元將消息提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)多個應(yīng)用程序使用，同時發(fā)送到信息交換網(wǎng)關(guān)，包括 構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點，用于監(jiān)測各種信息； 將不同傳感器的不同接口數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集并轉(zhuǎn)化為無線通信協(xié)議的傳感器匯聚單元，傳感器匯聚單元同時將采集到的數(shù)據(jù)通過無線通信協(xié)議發(fā)送到醫(yī)療信息采集中間件裝置； 醫(yī)療信息采集中間件裝置采集、分類和綜合從傳感器讀取到的消息，將消息進(jìn)行消息格式的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)換，以適合應(yīng)用程序的方式提供給應(yīng)用程序，同時提供給信息交換網(wǎng)關(guān)； 信息交換網(wǎng)關(guān)將消息與第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行交互，同時在業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)與第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)中進(jìn)行消息轉(zhuǎn)換。
6.如權(quán)利要求5所述的與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置的設(shè)計方法，其特征在于醫(yī)療信息采集中間件裝置的信息感知單元，發(fā)現(xiàn)并加載傳感器，并采集信息 在設(shè)備感知部件，設(shè)備發(fā)現(xiàn)裝置自動感知、識別連接到醫(yī)療信息采集中間件裝置的傳感器；通信協(xié)議適配器適配傳感器的通信協(xié)議；設(shè)備類別或廠家適配器識別設(shè)備的類型和廠家,并以此來加載不同的API ；在設(shè)備管理部件，設(shè)備注冊模塊將設(shè)備注冊到驅(qū)動庫中；設(shè)備卸載模塊將設(shè)備從驅(qū)動庫中卸載；驅(qū)動庫存放注冊設(shè)備的驅(qū)動信息； 在信息讀寫部件，消息讀取模塊讀取傳感器消息，消息寫入模塊對傳感器寫入指令處理； 醫(yī)療信息采集中間件裝置信息存儲單元，存儲采集到的信息通過消息隊列臨時存放采集到的消息，并按照一定的先后順序?qū)ο⑺偷叫畔⑻幚韱卧M(jìn)行處理；通過隊列管理器用于管理消息隊列；消息庫定期或長期存放采集到的消息； 醫(yī)療信息采集中間件裝置信息處理單元，對消息的完整性驗證、冗余處理 在消息映射部件通過規(guī)則設(shè)計器指定消息與業(yè)務(wù)間的關(guān)系，及不同傳感器或不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中消息與消息之間的邏輯關(guān)系；通過規(guī)則庫存放規(guī)則設(shè)計器所設(shè)計的規(guī)則及其他消息處理規(guī)則；消息解析引擎根據(jù)規(guī)則庫中的規(guī)則對消息進(jìn)行處理； 在事件管理部件，事件設(shè)計器制定事件觸發(fā)條件及事件；事件庫存放事件設(shè)計器所設(shè)計的事件及其他事件；事件解析引擎根據(jù)事件庫中的事件對消息進(jìn)行分析處理； 醫(yī)療信息采集中間件裝置信息服務(wù)單元，以適用于應(yīng)用程序的方式為應(yīng)用程序提供信息服務(wù)包括以下為應(yīng)用系統(tǒng)提供的服務(wù)類型=API調(diào)用模式、消息隊列模式、WebService模式、Socket模式。
7.如權(quán)利要求5所述的與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置的設(shè)計方法，其特征在于醫(yī)療信息采集中間件裝置從應(yīng)用系統(tǒng)中識別傳感器、采集數(shù)據(jù)、提供信息服務(wù)的方法包括如下步驟 a)自動感知連接到中間件的傳感器； b)包括但不限于串口、USB、RJ45接口協(xié)議至少I種的識別； c)將步驟b)中的接口協(xié)議轉(zhuǎn)化為包括但不限于藍(lán)牙、WIFKZegBee至少I種的無線通 目協(xié)議; d)自動識別傳感器設(shè)備廠家,并加載其API； e)自動或按指令采集傳感器信息； f)根據(jù)用戶或所提供服務(wù)的應(yīng)用程序設(shè)定的規(guī)則產(chǎn)生事件，包括但不限于通知、報警、開或關(guān)設(shè)備； g)根據(jù)用戶或所提供服務(wù)的應(yīng)用程序設(shè)定的規(guī)則對消息與業(yè)務(wù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)； h)處理后的消息以多種方式為應(yīng)用程序提供服務(wù)。
8.如權(quán)利要求5所述的與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置的設(shè)計方法，其特征在于醫(yī)療信息采集中間件裝置的工作流程是 在步驟SOl中，設(shè)備感知部件311中的設(shè)備發(fā)現(xiàn)裝置監(jiān)測到有新的傳感器連接到醫(yī)療信息采集中間件裝置所在的網(wǎng)絡(luò)上；在步驟S02中，設(shè)備感知部件311中的設(shè)備類別適配器對傳感器的驅(qū)動程序進(jìn)行查找，查找將在設(shè)備管理部件312中的驅(qū)動庫中進(jìn)行，如果有該傳感器的驅(qū)動程序，則安裝，如果沒有，則進(jìn)行步驟S03，由設(shè)備管理部件312的設(shè)備注冊模塊對設(shè)備進(jìn)行注冊，將該傳感器的驅(qū)動程序添加到設(shè)備管理部件312的驅(qū)動庫中，然后安裝驅(qū)動；在步驟304中，設(shè)備感知部件311中的通信協(xié)議適配器將會識別傳感器所連接的網(wǎng)絡(luò)；在步驟S05中，設(shè)備感知部件311中的設(shè)備類別或廠家適配器識別該設(shè)備的類型及廠家，并將相應(yīng)的消息格式規(guī)則添加到信息處理單元33的消息映射部件333的規(guī)則庫中；在步驟S06中，信息讀寫部件313中的消息讀取模塊讀取傳感器中的信息，并發(fā)送到信息存儲單元32中的消息隊列322和消息庫323，在步驟S07中，隊列管理器321對消息隊列322和消息隊列322中的消息進(jìn)行優(yōu)先級等管理； 在步驟S08中，消息處理部件331對消息完整性進(jìn)行驗證、對冗余消息等進(jìn)行處理，步驟309是由事件管理部件332中的事件解析引擎對消息所引發(fā)的事件進(jìn)行處理，查找事件管理部件332中的事件庫是否有該條事件，如果有，則由事件管理部件332中的事件解析引擎對其進(jìn)行處理；如果沒有，則進(jìn)行步驟S10，由事件管理部件332中的事件設(shè)計器對該事件進(jìn)行設(shè)計，報警·或其他操作，將該事件添加到事件管理部件332中的事件庫中，然后由事件管理部件332中的事件解析引擎對其進(jìn)行處理或者丟棄該事件； 在步驟Sll中，由消息映射部件333中的規(guī)則解析引擎對消息及其對應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行映射處理，查找消息映射部件333中的規(guī)則庫是否有該條規(guī)則，如果有，則由消息映射部件333中的規(guī)則解析引擎對其進(jìn)行處理；如果沒有，則進(jìn)行步驟S12，由消息映射部件333中的規(guī)則設(shè)計器對該規(guī)則進(jìn)行設(shè)計，將該規(guī)則添加到消息映射部件333中的規(guī)則庫中，然后由消息映射部件333中的規(guī)則解析引擎對其進(jìn)行處理；或者丟棄該消息； 在步驟S13中，信息服務(wù)單元34以適合業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40的方式，為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40提供API調(diào)用服務(wù)341、消息隊列服務(wù)342、WebService服務(wù)343、Socket服務(wù)344將信息提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)40，同時這些服務(wù)也提供給信息交換網(wǎng)關(guān)50，來為第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)60提供信息服務(wù)。
9.如權(quán)利要求8所述的與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置的設(shè)計方法，其特征在于消息映射部件中規(guī)則設(shè)計器的流程是 消息映射部件收到一條消息Ml后，按照規(guī)則庫中對應(yīng)傳感器的消息規(guī)則，以分隔符“；”為標(biāo)志將消息分解為字段，然后解析消息字段中包含的內(nèi)容，再將消息字段按照目標(biāo)消息M2的格式映射到消息M2中不同的節(jié)點中，其中，消息是報文格式M1，或XML格式M2 ;對信息的映射采用如下方式中的一種 字段的映射按照字段順序映射消息Ml的字段I映射到消息M2的節(jié)點I中； 在消息的不同字段中映射消息Ml的字段2映射到消息M2的節(jié)點3中，消息Ml的字段3映射到消息M2的節(jié)點2中； 對消息字段進(jìn)行組合與拆分后映射消息Ml的字段4和字段5合并后映射到消息M2的節(jié)點4中。
10.如權(quán)利要求7所述的與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置的設(shè)計方法，其特征在于所述步驟g)將不同傳感器采集的消息與消息進(jìn)行關(guān)聯(lián)； 所述步驟h)是將信息服務(wù)提供給應(yīng)用程序一次，或者在應(yīng)用程序的請求周期內(nèi)周期性的提供信息服務(wù)，或在滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)要求的特定時刻提供信息服務(wù)； 步驟h)所提供的服務(wù)模式包括但不限于API調(diào)用模式、消息隊列模式、WebService模式、Socket模式至少一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種與設(shè)備無關(guān)性的醫(yī)療信息采集中間件裝置及其設(shè)計方法。裝置由信息感知單元、信息存儲單元、信息處理單元和服務(wù)提供單元組成。本裝置在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)中使用，傳感器匯聚單元以無線通信的方式將傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)上傳到裝置的信息感知單元，信息存儲單元對信息存儲，信息處理單元對采集到的消息進(jìn)行分析及消息格式的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)換，通過信息服務(wù)提供單元將消息提供給業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)使用，同時發(fā)送到信息交換網(wǎng)關(guān)。本發(fā)明可屏蔽醫(yī)療設(shè)備及第三方應(yīng)用系統(tǒng)差異，具有保證檢測數(shù)據(jù)的實時性、可靠性，節(jié)約大量人力、物力和網(wǎng)絡(luò)資源，降低應(yīng)用程序的開發(fā)復(fù)雜度及后續(xù)開發(fā)成本的優(yōu)點，且設(shè)計簡單、可靠、實用，易于推廣。
文檔編號G06F19/00GK102917069SQ20121041915
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者李志蜀, 杜一華, 宋飛, 鄧仁彬 申請人:成都萬聯(lián)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司