無線移動互聯(lián)網(wǎng)自動計算的睡眠呼吸暫停信息交換方法【專利摘要】本發(fā)明及發(fā)明涉及一種在各種環(huán)境狀態(tài)下，利用無線移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)自動計算的睡眠呼吸暫停信息交換方法。睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(SAHS)在國人中的患病率達4％以上，隨年齡及體重增加有升高趨勢。該疾患以打鼾及頻繁發(fā)生睡眠時窒息為主要臨床特點，可導(dǎo)致缺氧及睡眠紊亂，引起全身多系統(tǒng)的并發(fā)癥，如高血壓、冠心病、心律失常及腦血管病，嚴重者可以夜間猝死。以睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(SAHS)這一常見慢性疾病為切入點，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)遠程無線傳輸技術(shù)，將醫(yī)療活動深入到家庭。大大增加了SAHS的診斷及治療容量，為患者創(chuàng)造更為便利的診療環(huán)境，有效利用醫(yī)療資源，提高睡眠監(jiān)測的信號采集質(zhì)量，提高診斷的準確性。【專利說明】無線移動互聯(lián)網(wǎng)自動計算的睡眠呼吸暫停信息交換方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】:[0001]本發(fā)明涉及一種在各種環(huán)境狀態(tài)下，利用多信道無線移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)自動計算的睡眠呼吸暫停信息交換方法。【
背景技術(shù)：
】:[0002]當(dāng)今時代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通訊技術(shù)是引領(lǐng)科學(xué)技術(shù)進步的支撐力量之一，結(jié)合臨床醫(yī)療服務(wù)，在互聯(lián)網(wǎng)平臺上以無線通訊手段實現(xiàn)醫(yī)療信息集成交換，開創(chuàng)新的醫(yī)療服務(wù)模式。利用公共通訊和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺實現(xiàn)醫(yī)療服務(wù)的新模式，在不穩(wěn)定的移動互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)穩(wěn)定的信號傳輸，可以節(jié)省開創(chuàng)此項服務(wù)的大量投資，降低使用者的成本，隨之可以將此項醫(yī)療服務(wù)擴展到農(nóng)村、邊遠地區(qū)等地域中。是醫(yī)療信息化發(fā)展的趨勢之一。在實現(xiàn)了新的診療模式下，醫(yī)療單位的診療過程可以發(fā)生改變。醫(yī)療單位的服務(wù)范圍擴展了，診斷過程可以精細化分工，提供了大量的技術(shù)手段和技術(shù)服務(wù)崗位，在生物醫(yī)學(xué)信號處理技術(shù)的輔助下，自動診斷、信息化管理、多中心并發(fā)信息處理等智能診療技術(shù)的實施，使醫(yī)生可以在平時的工作條件下增加患者疾病診斷的數(shù)量，甚至醫(yī)生在回到家里的情況下也可以開展醫(yī)療服務(wù)。大大的提高了醫(yī)療單位的診療效率。降低患者醫(yī)療費用以及改善患者看病難的現(xiàn)象。建立家庭醫(yī)療(H0MECARE)服務(wù)體系，形成家庭-社區(qū)-大型醫(yī)療中心-體化的服務(wù)模式，是“基于中心醫(yī)院的以信息技術(shù)為支撐平臺的區(qū)域醫(yī)療”體系的深入和具體化，對整個體系構(gòu)架的完善具有重要的意義。[0003]網(wǎng)絡(luò)化醫(yī)療服務(wù)也可以彌補目前國內(nèi)醫(yī)療資源分配不盡合理的現(xiàn)狀，對于社區(qū)醫(yī)療服務(wù)和遠程醫(yī)療服務(wù)提供一個具有實用化、精細化、完整化的補充。是現(xiàn)代生物一社會一心理醫(yī)學(xué)模式內(nèi)涵的延伸，是醫(yī)療資源科學(xué)配置的發(fā)展趨勢。采用公共互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)診療監(jiān)護信息網(wǎng)絡(luò)化共享的模式，可以大大降低系統(tǒng)搭建的成本，特別是基礎(chǔ)通訊環(huán)境建立了信息流動硬件平臺，完全節(jié)省了通訊設(shè)備的大量支出，這種診療監(jiān)護模式的建立，受益的將是臨床醫(yī)療單位和廣大患者本身。[0004]睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(SAHS)在國人中的患病率達4%以上，隨年齡及體重增加有升高趨勢。該疾患以打鼾及頻繁發(fā)生睡眠時窒息為主要臨床特點，可導(dǎo)致缺氧及睡眠紊亂，引起全身多系統(tǒng)的并發(fā)癥，如高血壓、冠心病、心律失常及腦血管病，嚴重者可以夜間猝死。例如，50%的高血壓患者患有SAHS，40-50%的SAHS患者有高血壓，目前SAHS已經(jīng)成為高血壓最重要的原因之一；全世界每天有3000人死于該疾患。SAHS導(dǎo)致的白天犯困也是交通事故的重要原因，SAHS患者撞車的發(fā)生率達正常人的2-7倍。國外統(tǒng)計表明與SAHS直接相關(guān)的醫(yī)療費用達四百億美元。相反，積極治療該疾患可以大大降低心腦血管疾病及交通事故的發(fā)生率。2007年美國的國家健康計劃已將其列為需要長期進行管理的慢性病之一，是心腦血管疾病防治的重要一環(huán)。由國家衛(wèi)生部組織制訂的“健康中國2020戰(zhàn)略規(guī)劃研究公共衛(wèi)生優(yōu)先領(lǐng)域——慢性呼吸疾病(草案)”中，SAHS已經(jīng)與C0PD、支氣管哮喘一起被列為慢性呼吸系統(tǒng)疾病。目前以SAHS的認識及治療為切入點，一門新興的邊緣學(xué)科一睡眠醫(yī)學(xué)已經(jīng)成形。國內(nèi)也有600多家醫(yī)院成立了專門的睡眠中心或?qū)嶒炇遥闪⒘税ㄖ袊哐芯繒⒅腥A醫(yī)學(xué)會呼吸疾病分會睡眠學(xué)組、中華口腔醫(yī)學(xué)會睡眠協(xié)作組、中華醫(yī)學(xué)會兒科學(xué)分會睡眠協(xié)作組、中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)疾病分會睡眠學(xué)組等學(xué)術(shù)組織。[0005]SAHS的診斷主要依靠多導(dǎo)生理記錄儀(PSG)進行睡眠呼吸監(jiān)測?？梢越鉀Q“是不是、是什么、重不重、治不治、如何治”的問題。但該檢查目前需在睡眠實驗室進行，費用較貴(500-600元/人次)，不少患者進入睡眠室后難以入睡、睡不好，影響檢查效果；再次，條件差的睡眠室由于隔音效果差或多個患者共居一室而鼾聲互相干擾而導(dǎo)致檢查失敗。其次，不少出現(xiàn)了并發(fā)癥或行動不不便者難以到睡眠中心監(jiān)測；最后，多數(shù)醫(yī)院的睡眠室只有1-2張床位，每天晚上只能監(jiān)測1-2名患者；患者需等候數(shù)周至數(shù)月才能進行檢查。在等候監(jiān)測過程中出現(xiàn)意外的情況時有所見。根本的解決途徑是進行家庭監(jiān)測，一是為患者創(chuàng)造良好的睡眠環(huán)境，保證監(jiān)測的準確性；二是緩解醫(yī)院睡眠室的壓力，增加監(jiān)測數(shù)量，避免患者延誤診治。對部分已經(jīng)出現(xiàn)并發(fā)癥的住院患者，可進行床邊監(jiān)測。鑒于其重要的臨床及對降低醫(yī)療費用的應(yīng)用價值，美國國家醫(yī)療保險政策已經(jīng)于2007年開始對家庭PSG監(jiān)測予以報銷，但目前還缺少合適的家庭監(jiān)測系統(tǒng)。[0006]目前除上述的全導(dǎo)PSG系統(tǒng)外，更為簡易的初篩裝置也有一定的應(yīng)用。便攜式(portable)睡眠監(jiān)測設(shè)備是相對固定和復(fù)雜的標準多導(dǎo)睡眠儀設(shè)備而言。便攜式睡眠監(jiān)測儀儀器配制簡化，便于攜帶，不但可以在睡眠試驗室應(yīng)用，還可以在任何適合患者睡眠的實驗室以外的地方，如患者的家中、辦公室或旅店等進行睡眠監(jiān)測。[0007]以睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(SAHS)這一常見慢性疾病為切入點，應(yīng)用國際先進的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)基于無線互聯(lián)網(wǎng)通訊的遠程無線傳輸技術(shù)開展家庭診斷和治療，運用自動計算的睡眠呼吸暫停信息交換方法，將醫(yī)療活動深入到家庭，是對“社區(qū)-中心醫(yī)院”這一服務(wù)模式的延伸。將大大增加SAHS的診斷及治療容量，為患者創(chuàng)造更為便利的診療環(huán)境，有效利用醫(yī)療資源，提高睡眠監(jiān)測的信號采集質(zhì)量，提高診斷的準確性。為家庭呼吸治療系統(tǒng)的建立積累科學(xué)及管理經(jīng)驗，為其他慢性病家庭管理系統(tǒng)的建立及醫(yī)療模式的轉(zhuǎn)換提供借鑒。發(fā)揮大醫(yī)院的學(xué)科優(yōu)勢，協(xié)助各地區(qū)醫(yī)院開展睡眠醫(yī)學(xué)學(xué)科的建設(shè)。[0008]【
發(fā)明內(nèi)容】及【具體實施方式】:[0009]本技術(shù)涉及一種在各種環(huán)境狀態(tài)下，利用無線移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)自動計算的睡眠呼吸暫停信息交換方法。[0010]本發(fā)明涉及一個以無線互聯(lián)網(wǎng)為通訊媒介的硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，包括移動生理信號采集傳輸終端以及相關(guān)中心數(shù)據(jù)服務(wù)器、中心處理工作站、無線互聯(lián)網(wǎng)和運行其上的計算管理軟件等。移動生理信號采集傳輸終端的組成包含二個單元。第一單元是生理、生命信號采集換能器，第二單元是生命信息采集傳輸終端主機。可以涉及的電生理參數(shù)和其它參數(shù)包括:腦電(2導(dǎo)聯(lián))、心電(I導(dǎo)聯(lián))、血氧飽和度、無創(chuàng)血壓、眼動電、肌電、口鼻呼吸氣流、胸呼吸運動、腹呼吸運動、體動、陰莖硬度、陰莖血流的數(shù)據(jù)交換控制軟件。[0011]集成在一體的腦電、眼動電、肌電的波形信號采集換能器，連續(xù)采集額部雙側(cè)的腦電波和額部肌電、眼動電波。包括一組金屬電極片。金屬電極傳感腦電波信號、眼動電信號、額肌電信號的混合波形數(shù)據(jù)，金屬電極分為左側(cè)框上部位和右側(cè)框上部位兩個腦電信號、肌電信號、眼動電信號的引導(dǎo)電極，以及雙耳耳垂部兩個腦電信號參考電極。組合后分別采集左右腦的腦電波信號、眼動電波信號、肌電波信號，電極設(shè)計經(jīng)過理化處理，在形狀上和電位極化上滿足干電極采集波形信號的應(yīng)用要求，不需對信號采集點附近的皮膚做專業(yè)處理，就可以方便的采集到符合醫(yī)療標準的腦電波信號。[0012]終端主機完成生理信號和生命體癥信號的放大、整形、轉(zhuǎn)換接受、加密、打包、通訊等工作。其中包含信號轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、濾波電路等信號整形放大電路，以及中心計算控制管理電路、通訊接口電路、動態(tài)數(shù)據(jù)鏈路緩存電路、無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入控制和自動分包上傳電路、電源電路等部分；各部分之間的連接關(guān)系如下:通過人體的腦電、眼動、肌電、心電、血壓、體動、血氧、呼吸、血流灌注等生理波形信號和生命體癥數(shù)值信號換能器探頭，轉(zhuǎn)換人體的相應(yīng)生命體征、生理信號為電信號和計算機數(shù)值信號，電信號送入監(jiān)護電路的濾波、噪音控制、放大輸入部分，經(jīng)相應(yīng)監(jiān)護模塊(HXD_I)的各自計算處理、加工后，再經(jīng)由模塊的模擬信號輸入口，分別送入中心計算控制管理電路的模、數(shù)轉(zhuǎn)換電路，生命數(shù)值信號經(jīng)由RS232接口電路送入中心計算控制管理電路的通訊接口中；中心計算控制管理電路獲得數(shù)字化的上述生命數(shù)據(jù)后，分別加密、壓縮；得到處理后的數(shù)據(jù)流，送入動態(tài)數(shù)據(jù)鏈路緩存隊列中；動態(tài)數(shù)據(jù)鏈路緩存隊列是變化的數(shù)據(jù)存儲和輸出結(jié)構(gòu)；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的不同，數(shù)據(jù)在存儲區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)不同；由計算控制管理部分在獲得網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化的中斷事件觸發(fā)后，控制采集到的數(shù)據(jù)的不同排列組合；在寫指令控制下，寫入存儲隊列的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；隊列中的數(shù)據(jù)在計算控制管理電路的讀指令控制下，經(jīng)數(shù)據(jù)端口輸出到無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入控制電路；互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入控制電路部分完成對網(wǎng)絡(luò)的自動撥號、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)識別、TCP/IP模式信號調(diào)制、分包、輸出的功能，上傳至數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和數(shù)據(jù)計算服務(wù)器；[0013]計算控制部分在獲得血氧飽和度的數(shù)據(jù)后，和設(shè)定的閾值比較，在低于報警設(shè)定后，計算體動數(shù)據(jù)，判斷血氧降低前后的體動變化，若有變化，設(shè)定刺激喚醒標志，并寫入動態(tài)數(shù)據(jù)鏈路緩存并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器處理，等待系統(tǒng)通知觸發(fā)刺激喚醒操作或解除預(yù)備狀態(tài)。若無變化，判斷血氧下降的級別，分為危險和預(yù)備兩個級別，在危險級別，直接啟動電刺激喚醒電路工作，輸出0-20毫安電流、0.25毫秒的脈沖刺激作為喚醒操作的刺激喚醒。在預(yù)備狀態(tài)，實時接收到系統(tǒng)中某個中心工作站所發(fā)來的控制命令，若啟動刺激，自計算控制電路的內(nèi)存中取出相應(yīng)的控制模式代碼，以不同的電刺激頻率和刺激電流驅(qū)動輸出電路施加電刺激喚醒操作，刺激電極安裝于患者的體動傳感器部位。見圖4-圖10。[0014]無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入裝置接受中心計算控制電路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。對于超過10導(dǎo)聯(lián)以上的數(shù)據(jù)流，每導(dǎo)聯(lián)平均采樣時間分辨率為2毫秒，10導(dǎo)聯(lián)波形數(shù)據(jù)的帶寬要求為:帶寬=10*1000/2=5k/秒。增加報頭和地址信息，每秒的數(shù)據(jù)流大約為8k以上，對于GPRS通訊帶寬，考慮到冗余因素，使用雙通道無線互聯(lián)網(wǎng)接入裝置，每通道通信控制器分別將二分之一的數(shù)據(jù)流傳送到互聯(lián)網(wǎng)平臺，滿足GPRS帶寬限制所帶來的問題，同時，又利用了其覆蓋區(qū)域廣泛，使用成本經(jīng)濟的特色。如果采用3G通訊模式，又可以提供通訊帶寬的高度冗余，實現(xiàn)多通道大數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)膽?yīng)用要求。[0015]系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、移動生理信號采集傳輸終端、中心處理工作站之間通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的交換，采用無線互聯(lián)網(wǎng)接入GPRS傳輸技術(shù)(中移動手機通訊模式)，以無線方式經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)實時傳輸患者生理多導(dǎo)信號至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、中心處理工作站，完成實時互動信號采集調(diào)整，生理多導(dǎo)信號存儲，實時數(shù)據(jù)自動預(yù)分析等互動監(jiān)控任務(wù)。中心處理工作站完成數(shù)據(jù)回顧瀏覽、數(shù)據(jù)自動分析、分析結(jié)果手工校正、報告單據(jù)生成等項任務(wù)。中心工作站可以是連接互聯(lián)網(wǎng)的任意一臺計算機，也可以是通過醫(yī)院信息中心互聯(lián)網(wǎng)接入映射到醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)絡(luò)上的任意一臺醫(yī)生工作站。實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化區(qū)域并發(fā)多終端數(shù)據(jù)采集、多中心診療監(jiān)控分析處理功能，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸實現(xiàn)對睡眠呼吸疾患相關(guān)診療信息的實時在線管理和分析、統(tǒng)計、存儲記錄。傳輸信息將以規(guī)范化格式集成到院方HIS系統(tǒng)中。信息采集、記錄、監(jiān)控的時間長度不限，可以貫穿到疾患診療的全過程。無線移動多導(dǎo)生理信號數(shù)據(jù)采集傳輸終端以直流供電方式工作，充分保證診療的安全性。架構(gòu)示意如圖1圖2所示。[0016]基于無線互聯(lián)網(wǎng)通訊的廣域無線移動睡眠呼吸暫停低通氣綜合征網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測及治療管理平臺診療流程如下所述，見圖3。[0017]I)患者家庭或在醫(yī)院場合由診療服務(wù)人員為患者配戴電極傳感器，服務(wù)人員配代移動電腦，可以實時接收采集的信號，觀察信號質(zhì)量，同時，中心監(jiān)控工作站同步觀看采集的信號，利用即時通訊方式，互動調(diào)整傳感器位置，確保信號采集的質(zhì)量。[0018]2)移動信息采集傳輸終端自動完成信息采集并同步實時發(fā)送至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和系統(tǒng)中心工作站上實時分析及存儲。[0019]3)在遠程終端信息傳輸出現(xiàn)問題時，中心監(jiān)控工作站以聲、光報警，提示值班人員處理異常情況。[0020]4)信號采集結(jié)束后，利用數(shù)據(jù)分析工作站調(diào)取相關(guān)患者睡眠監(jiān)測數(shù)據(jù)，自動分析、手動校正，生成數(shù)據(jù)分析報表，以電子方式傳送到醫(yī)生中心工作站。[0021]5)遠程實時反饋治療調(diào)控，隨訪的流程(同上述4步驟)。[0022]對于院內(nèi)睡眠呼吸疾患的基本診斷治療監(jiān)測信息的網(wǎng)絡(luò)化管理需求，可以建立一套基于無線互聯(lián)網(wǎng)通訊的局域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)，達到診療監(jiān)測結(jié)果信息在院內(nèi)各信息點上的共享和信息化要求。在現(xiàn)有院內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件下，主要以信息軟件技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的全部功能要求。[0023]采用典型的多中心分布式服務(wù)模式，睡眠呼吸疾患無線網(wǎng)絡(luò)化信息功能區(qū)覆蓋的可以為一個社區(qū)中心、區(qū)、縣，乃至全國范圍。功能區(qū)內(nèi)設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、存儲和共享的角色。功能區(qū)內(nèi)的無線移動生理信號采集傳輸終端可以是獨立的唯一標識地址，功能區(qū)設(shè)定最大生理信號采集傳輸終端的數(shù)量。數(shù)據(jù)傳輸以加密緩存方式實現(xiàn)，保證數(shù)據(jù)的完整和隱私保護。為了保障網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的工作穩(wěn)定可靠，建議采用雙機熱備份外接光纖磁盤陣列的方式進行冗余，同時可階段性進行人工或自動的磁帶機或DVD的外存儲備份方式，進一步提高災(zāi)備可靠性。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器最重要的功能是需要通過寬帶接入Internet，以便安置于患者身邊的多種無線移動診斷、治療、監(jiān)護終端可以將數(shù)據(jù)通過無線互聯(lián)網(wǎng)實時上傳，考慮到實施環(huán)境和地理位置，可采用北京聯(lián)通的DDN專線接入方式，同時要求接入帶寬不低于4M。關(guān)于接入互聯(lián)網(wǎng)所需配套設(shè)備可能涉及路由器、交換機、防火墻等，均可根據(jù)不同配置需要及安全防護需求定制。[0024]設(shè)置于醫(yī)療機構(gòu)的中心處理工作站可采用普通計算機實現(xiàn)，完成其所負責(zé)患者的生理多導(dǎo)信號的分析、診斷、監(jiān)控、反饋調(diào)控工作。每臺計算機需要通過寬帶接入至互聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)映射到院內(nèi)內(nèi)網(wǎng)的定點網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，根據(jù)每個工作站的地理位置及擺放情況，可選擇采用有線接入方式，還可以采用如HSDPA、TD-SCDMA、EVD0(CDMA2000)或WCDMA的無線上網(wǎng)設(shè)備直接接入互聯(lián)網(wǎng)。中心診療分析處理監(jiān)控工作站的數(shù)據(jù)均來源于由功能區(qū)內(nèi)設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的無線移動生理信號采集傳輸終端設(shè)備的實時數(shù)據(jù)。[0025]中心工作站是作為應(yīng)用軟件載體使用。根據(jù)功能劃分，可以組成診斷數(shù)據(jù)分析中心或監(jiān)控治療數(shù)據(jù)控制中心、醫(yī)生診斷工作站。數(shù)據(jù)分析處理工作站對數(shù)據(jù)具有自動分析和人工校正的功能，可以是多臺計算機同時作為數(shù)據(jù)分析處理工作站，各工作站以同步協(xié)調(diào)方式聯(lián)合展開一個患者的生理多導(dǎo)數(shù)據(jù)分析或多個患者的獨立數(shù)據(jù)分析。結(jié)果回送數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和各相關(guān)醫(yī)生的診斷計算機工作站。[0026]中心診療分析處理監(jiān)控工作站和服務(wù)器組成的數(shù)據(jù)中心之間以C/S模式組網(wǎng)。滿足數(shù)據(jù)處理和顯示的實時性要求。中心診療監(jiān)控工作站和醫(yī)生個人電腦或醫(yī)生診斷工作站之間可以采用B/S模式，以瀏覽器方式獲取分析處理的結(jié)果。[0027]在更廣闊的區(qū)域，如城際、省級甚至國家、國際范圍，還可以通過將多個功能區(qū)域信息共享的方式.即在各自中心診療監(jiān)控工作站上配置不同的應(yīng)用服務(wù)軟件，在權(quán)限匹配原則和安全原則下，點選相應(yīng)的功能區(qū)域名稱，就可以實現(xiàn)不同功能區(qū)域的信息交換，實現(xiàn)廣域范疇的臨床醫(yī)學(xué)信息采集、共享和分析，具體實現(xiàn)方式可根據(jù)需要通過互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)實現(xiàn)。[0028]數(shù)據(jù)中心服務(wù)器管理所有的移動信息采集傳輸終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，每個終端設(shè)定唯一的地址編碼，由機器號加服務(wù)器的固定IP地址組成:[0029]終端機器地址=組網(wǎng)范圍內(nèi)的唯一地址號+組網(wǎng)服務(wù)器的固定IP地址[0030]組網(wǎng)內(nèi)最大機器數(shù)量=65535[0031]移動信息采集傳輸終端對于轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的數(shù)據(jù)實施加密化處理和壓縮。整合的數(shù)據(jù)流進入鏈路存儲隊列中。數(shù)據(jù)窗口為Sfbety[0032]L流窗口=wavelet(ml+m2+m3+m4+addr+asyn+datal+data2)[0033]ml,m2,m3,m4為模塊傳送的數(shù)據(jù)，asyn為同步，data為數(shù)據(jù)和加密包[0034]系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送和狀態(tài)接受、命令接受是系統(tǒng)實用化的根本保證。也是系統(tǒng)能夠安全使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。GPRS或3G通訊技術(shù)在移動中并不是一個完全穩(wěn)定的無線通訊平臺。諸多環(huán)節(jié)可以影響數(shù)據(jù)傳送的效果。對于數(shù)值型數(shù)據(jù)的傳送，可以使用UDP包。采用多次發(fā)送的方式，保證服務(wù)器可以接受到一次有效數(shù)據(jù)實體。對于波形圖像的傳輸，要求連續(xù)性和排他性。不能丟失數(shù)據(jù)。波形圖像的傳送必須采用TCP包。利用單片計算機的流控制能力，實時處理GPRS接入的狀態(tài)和內(nèi)部緩存大小。自動識別和自我修正網(wǎng)絡(luò)通訊的實時進程，進而控制數(shù)據(jù)流的方向和網(wǎng)絡(luò)呼叫撥號。設(shè)置了多達六分鐘的數(shù)據(jù)鏈路動態(tài)隊列區(qū)。保證數(shù)據(jù)的完整和容錯能力的提聞。[0035]數(shù)據(jù)在鏈路存儲隊列中等待入網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)觸發(fā)電路觸發(fā)一個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)事件，計算控制單元的事件處理流程根據(jù)事件性質(zhì)，分別進入不同的線程處理單元。在正常狀態(tài)下，取得鏈路數(shù)據(jù)，以TCP協(xié)議分包，通過無線網(wǎng)絡(luò)向網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置的網(wǎng)址和端口發(fā)送協(xié)議包。[0036]TCP協(xié)議包+=(save_point-read_point)*real_data—read_point++[0037]save_point,read_point為數(shù)據(jù)指針，real_data為實時數(shù)據(jù)。[0038]如果非正常狀態(tài)，系統(tǒng)啟動等待撥號線程處理流程，網(wǎng)絡(luò)接入狀態(tài)識別電路定時嘗試網(wǎng)絡(luò)接通情況，同時，觸發(fā)一個數(shù)據(jù)緩存事件，并重組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)識別確定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器忙還是網(wǎng)絡(luò)斷線發(fā)生，觸發(fā)不同的消息，啟動重新?lián)芴栯娐坊驀L試連通服務(wù)器線程。[0039]L流窗口=(ml+ml+ml+ml+addr+asyn+data)[0040]ml為傳送的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，asyn為同步，data為加密包[0041]動態(tài)數(shù)據(jù)鏈路管理包含了內(nèi)存數(shù)據(jù)隊列管理，數(shù)據(jù)加密管理，數(shù)據(jù)壓縮管理。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)動態(tài)改變，數(shù)據(jù)流的重組。涵蓋了回顧數(shù)據(jù)及當(dāng)前數(shù)據(jù)發(fā)送的動態(tài)相互協(xié)調(diào)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)快速傳送的功能。[0042]系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，采用公網(wǎng)和無線模式，數(shù)據(jù)的加密采用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)隨數(shù)據(jù)內(nèi)容動態(tài)改變的方法，改變規(guī)則其一:是根據(jù)各導(dǎo)聯(lián)數(shù)值的動態(tài)大小，自動排列各導(dǎo)聯(lián)在數(shù)據(jù)流中的位置。其二，采用16位二進制碼加權(quán)算法，對數(shù)據(jù)流實時加權(quán)計算，生成加密的數(shù)據(jù)流發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)平臺。其三，數(shù)據(jù)流不包含使用者的個人身份信息，對應(yīng)信息在中心工作站的使用登錄系統(tǒng)中綁定。[0043]各個移動信息采集傳輸終端的實時數(shù)據(jù)首先傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器中，連接到這臺服務(wù)器的計算機稱為中心工作站，中心工作站可以是任意多個計算機，中心工作站運行專用的中心機監(jiān)控軟件，通過服務(wù)器提取呼吸睡眠暫停管理的實時數(shù)據(jù)顯示和處理。服務(wù)器需要連接公共internet互聯(lián)網(wǎng)，要求在路由器上配置固定IP地址，服務(wù)器安裝MicrosoftWindows2003?Server版本服務(wù)器專用操作系統(tǒng)和sqlserver數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。月艮務(wù)器可以和醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)，建立內(nèi)外網(wǎng)的VPN通道，在多重防火墻保護下使呼吸睡眠暫停管理信息進入醫(yī)院的內(nèi)網(wǎng)，連接醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)的計算機都可以作為中心工作站使用，由使用人員的權(quán)限控制進入本系統(tǒng)的軟件服務(wù)。連接到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的中心工作站，其中的一臺作為患者登記工作站使用，其上的軟件對將終端地址與患者身份及數(shù)據(jù)庫綁定，將患者主觀輸入通訊終端和患者身份及數(shù)據(jù)庫綁定。所有使用過程的呼吸睡眠暫停管理信息統(tǒng)一存儲于其相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中保存。[0044]醫(yī)務(wù)人員的個人電腦可以通過internet互聯(lián)網(wǎng)在相應(yīng)權(quán)限下直接獲取不同患者的呼吸睡眠暫停診療信息，個人電腦上要安裝專用軟件包。權(quán)限管理要劃入醫(yī)院整體管理權(quán)限范圍。同時，所有操作記錄將發(fā)回數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，作為追蹤、挖掘、分析的原始數(shù)據(jù)保存。醫(yī)患之間和一線二線醫(yī)生之間的實時在線互動由連接在服務(wù)器端的計算機或個人移動通訊終端之間實現(xiàn)，交流信息通過服務(wù)器的雙向轉(zhuǎn)發(fā)，達到實時雙向通訊的目的。實時互動功能由系統(tǒng)軟件功能實現(xiàn)。睡眠呼吸監(jiān)測記錄單見圖11。[0045]中心工作站對于接受到的每個移動終端發(fā)送的數(shù)據(jù)實時處理，自動分解腦電波數(shù)據(jù)中混合的眼動電波和額肌電波，以采樣頻率為500/s、采樣時間窗口為2.5s、采樣精度為10位bite的離散化處理，采用波形識別、小波分析算法，分解出眼動信號和肌電信號。采用小波公式:[7,.[0046]WTt(α,τ)=_JX(αωyjat--φ[0047]對腦電向量組[0048]fi(x)=[xlx2x3...xm_2xm_lxm][0049]1:腦電波導(dǎo)聯(lián)數(shù)量，m:向量元素數(shù)量[0050]實時計算處理，以多尺度濾波器組算法，分解出各尺度窗口下的小波基函數(shù)[0051](fff(2'j,x))jez[0052](fff(2~0,x)),(Wf(2~l，x))，，，(fff(2~N,x))[0053]獲得的一組時域重構(gòu)函數(shù)如下:[0054]fj(χ)=ΣWf(2~j,χ)*X2'j(x)[0055]n(X)，f2(X)，，fN(X)；Ν=階數(shù)；[0056]各個時域函數(shù)代表了不同頻率段的腦電波，眼動電波和肌電波。對于分解的各個波形，采用波形識別算法提取眼動，腦電慢波，腦電快波等腦電鎮(zhèn)靜特征波成分。首先，求取各波形的一階導(dǎo)數(shù):[0057]Di(X)=(fi(X)-fi(x+m))/ΔX[0058]對Di(X)排序，得到極大值和極小值，設(shè)定閾值a，可以求取[0059]Di(X)的正負極性變異點,得到一組極值點向量:[0060]Mi(j)和mi(j)；j為極值點的數(shù)量。[0061]對眼動和肌電波分類函數(shù)采用積分算法:[0062]E=/f0(t)"2*At[0063]El=/fl(t)~2*At[0064]得到肌電和眼動的功率值大小，通過閾值法，可以從原始的腦電波數(shù)據(jù)中分解出肌電成分和眼動成分。獲得消除了眼動和肌電波的基本純凈的腦電波。對于眼動波和肌電波，所計算的功率值，作為大腦鎮(zhèn)靜程度的一個分量。[0065]對于分解的腦電波，采用功率譜算法:[0066]=J^f(KVΛ[0067]可以獲得腦電波中功率譜的各個成分，包括αβδΘ波段的數(shù)值，F(xiàn)sef，F(xiàn)max[0068]等邊緣頻率，優(yōu)勢頻率等數(shù)值。[0069]對于上述各個定量數(shù)值的綜合分類，得到一個20秒時間段內(nèi)的鎮(zhèn)靜程度0-100的無量綱指數(shù):[0070]鎮(zhèn)靜指數(shù)=(I1/csp(E))X100[0071]E=((β+Fsef)/(δ+θ+30))[0072]對于口鼻呼吸波、胸腹呼吸波，陰莖血流灌注波信號，計算呼吸波暫停時間tl，低通氣時間t2、口鼻呼吸與胸腹呼吸的順應(yīng)度k，以及血流灌注指數(shù)Pi，計算采用復(fù)合算法，模式識別、波形識別、微積分。[0073][0074]對于采集的呼吸波、血流灌注信號波，以采樣頻率為500/秒、連續(xù)數(shù)據(jù)點計算、采樣精度為10位bite的離散化處理，生成波形信號的向量組:[0075]Xi=[xlx2x3...xm_2xm_lxm][0076]其中，m為向量中元素個數(shù)，m數(shù)值可變，求得波形數(shù)據(jù)的一個極值變化時的值為準。元素x1-波形某點的幅值，并且相鄰兩元素間的時間間隔At相等。i代表導(dǎo)聯(lián)數(shù)量。波形導(dǎo)聯(lián)數(shù)為4。[0077]對于上述的向量數(shù)值，求取特征組{a，b，c，d}的各個點的數(shù)值。對向量實施微分計算:[0078]y(j)=x(j)-x(j-1)/At[0079]j=0,l,2,,m[0080]獲取y(i)中最大數(shù)值，可以獲得特征指(a)，其中的正負反相點，就是特征值(b)和特征值(d)，特征值(C)采用模糊識別技術(shù)，對向量數(shù)據(jù)施加迭代微分算法:[0081]y(j,i)=Σ(x(j+i)-χ(j+1-1)/(Δt+i))[0082]i為At的增量，從1..N,j是從點(b)至點⑷之間的數(shù)值序號。[0083]對于矩陣y(j，i)中的各個向量，選取向量中最小值，對應(yīng)的j點代表了圖中的(C)點。[0084]對于血流灌注波信號的計算，獲得波形信號的時域信號向量Xi=[xlx2x3…xm-2xm-1xm],D(a,b,c,d,e),T(i=l,2,將一個給定的模式歸入C個類ω1，ω2,...,?C中，然后根據(jù)模式之間的距離函數(shù)來判別分類。其中，T表示轉(zhuǎn)置；M為樣本點數(shù)；D為樣本特征數(shù)。每個模式類代表了多種血流灌注波形的不同形態(tài)，計算各個血流灌注波的距離函數(shù):[0085]Z(j)=(coj-D)j=l,2,,c[0086]獲得一組向量Z(j)，選取最小值對應(yīng)的《j，計算各個血流灌注波和他的距離函數(shù)，得到:[0087]G=Σ(D1-D1-1)i=a,b,c,d,e[0088]作為各個血流灌注波的變異性大小。[0089]計算點(a)和點(b)之間的斜率和積分:[0090]H=[a-b]/At[0091]T=/y(i)*Δti=a,,b[0092]計算點(b)和點(C)之間的積分:[0093]Tl=/y(i)*Δti=b,,c[0094]計算點(c)和點⑷之間的積分:[0095]T2=/y(i)*Δti=c,,d[0096]求得灌注指數(shù):[0097]P=((T*H)+T1+T2)*L/G[0098]L為點(a)和點(d)之間的距離，G為各個血流灌注波的變異率。[0099]指數(shù)化P，得到[0100]Pi=(l-l/esp(P))XlOO[0101]對于呼吸波形數(shù)據(jù)，計算a、d點的時間間隔，設(shè)定正常呼吸的a、b點的幅度為呼吸幅度標準值H，實時計算a、b點的幅度數(shù)值h，求取當(dāng)前幅度和標準幅度的占比F:[0102]F=(h/H)*100;[0103]如果F值大于20%并小于50%，得到低通氣時間t2:[0104]t2=(d_a)[0105]如果F值低于20%，得到呼吸暫停時間tl:[0106]tl=(d-a)[0107]對于口鼻呼吸和胸腹呼吸之間的順應(yīng)性，計算暫停時三導(dǎo)呼吸波形的a點時間，求取三個時間的差值，得到順應(yīng)性數(shù)值:[0108]K=(al_a2)+(a2_a3)+(al_a3)`[0109]對于血氧飽和度的自動計算，采用血氧飽和度絕對值下降閾值算法。計算數(shù)值低于正常值4%的時間，以及低于90、80、70、60的時間，以及平均血氧數(shù)值，最低血氧數(shù)值、最高血氧數(shù)值。對于小于70的血氧飽和度數(shù)值，啟動直接喚醒操作，對于小于80的數(shù)值，啟動預(yù)備喚醒操作狀態(tài)。[0110]血壓和心電的處理，以及體動的處理，采用睡前血壓、睡后血壓值記錄，平均心率，最低心率、最高心率、平均心率數(shù)值作為自動報告單的生成內(nèi)容。體動數(shù)據(jù)的處理，類似于呼吸波形的計算，獲得a、b點的幅度值D，設(shè)定閾值后，大于閾值的D值作為一次體動記錄，在報告單中生成睡眠中體動的總次數(shù)。下面結(jié)合附圖進一步說明。【專利附圖】【附圖說明】:下面結(jié)合附圖進一步說明。圖1是架構(gòu)圖1。圖2是架構(gòu)圖2。圖3是網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測及治療管理診療流程圖。圖4是移動信息采集傳輸終端計算控制電路。圖5是腦電、眼動、肌電信號采集放大電路。圖6是電刺激信號驅(qū)動電路。圖7是體動信號放大電路。圖8是rs232接口電路。圖9是心電放大電路。圖10是胸腹呼吸放大電路。圖11是睡眠呼吸監(jiān)測記錄單。圖12是波形識別。【權(quán)利要求】1.一種在各種環(huán)境狀態(tài)下，利用無線移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)自動計算的睡眠呼吸暫停信息交換方法，其中，權(quán)利要求包括:無線移動的睡眠呼吸生理數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化實時采集和傳輸，網(wǎng)絡(luò)化自動計算睡眠呼吸暫停特征指標，實時睡眠暫停報警及電刺激摧醒。其特征在于:通過無線移動的公共通訊平臺，實現(xiàn)居家化的采集身體生理和生命體征多參數(shù)輸出信號，實時任意轉(zhuǎn)換為能夠被醫(yī)生直接應(yīng)用于多環(huán)境、多空間位置的廣域?qū)崟r診斷分析報告，包含睡眠結(jié)構(gòu)、呼吸暫停及低通氣、血氧飽和度、心電、血壓、體動、陰莖血流灌注等生命數(shù)據(jù)的計算和分析，并包含實時報警和電刺激喚醒等睡眠呼吸暫停危險閾值觸發(fā)緊急處置功能，系統(tǒng)采用專業(yè)服務(wù)中心的網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)，由服務(wù)器、無線移動生理數(shù)據(jù)采集傳輸終端、中心工作站、互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊終端組成。在服務(wù)器系統(tǒng)管理軟件包的支持下，各部分硬件協(xié)調(diào)有序的處理相關(guān)任務(wù)。采用多導(dǎo)生理信號的無線移動生命數(shù)據(jù)采集傳輸終端，實時采集包含腦電信號、眼動信號、呼吸信號等等多導(dǎo)生理信號的傳感器輸出(采用HXD系列模塊產(chǎn)品)，經(jīng)由前置放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換，進入單片計算機系統(tǒng)，再通過數(shù)據(jù)加密、壓縮后，由無線通訊控制單元的TCP/IP協(xié)議包裝并直接發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)器，服務(wù)器中的專用軟件系統(tǒng)對接收到的生理信號實時處理計算、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)，其中計算部分采用模糊識別分析、相關(guān)性分析、小波分析、譜分析等多種算法，提取出有關(guān)睡眠中呼吸暫停的特征表達，血氧飽和度的變化特征表達，陰莖血流灌注變化的特征表達，并將計算結(jié)果通過無線互聯(lián)網(wǎng)平臺或醫(yī)院的內(nèi)網(wǎng)實時傳輸?shù)街行墓ぷ髡净蜥t(yī)生的移動通訊終端顯示。計算結(jié)果中有關(guān)危及生命的數(shù)據(jù)觸發(fā)報警及喚醒刺激功能啟動，報警信息和刺激信息經(jīng)由服務(wù)器發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)平臺，實時到達患者攜帶的無線移動信息采集終端的相關(guān)刺激電路中，觸發(fā)一次喚醒和報警服務(wù)。2.如權(quán)利要求1所述，利用實時計算的呼吸暫停和血氧飽和度下降的變化，觸發(fā)實時喚醒刺激和報警，其特征在于:利用實時采集的患者睡眠呼吸暫停信息和血氧飽和度信息，計算暫停時間和血氧飽和度低于80以下的時間長度，達到某個設(shè)定的閾值后，啟動實時喚醒刺激和報警。由某個中心工作站發(fā)出報警的閾值指令到達數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，經(jīng)由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至互聯(lián)網(wǎng)平臺，閾值數(shù)據(jù)攜帶有終端的地址信息，相應(yīng)終端通過互聯(lián)網(wǎng)接入端接收到指令后，由終端中心計算控制單元解碼閾值命令格式信息，根據(jù)閾值的大小啟動相應(yīng)命令，對睡眠中的被測試者實施聲音報警到緊急電刺激喚醒。如果沒有接收到數(shù)據(jù)服務(wù)中心發(fā)送的閾值命令，終端將以最危險設(shè)定缺省值啟動刺激喚醒。`3.如權(quán)利要求書I中所述，患者居家化的測量檢查睡眠呼吸暫停低通氣綜合征，通過無線移動互聯(lián)網(wǎng)平臺，利用多個GPRS、3G通道，實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器，其特征在于:利用超過一個3G、GPRS、WIFI信道的通訊技術(shù)，實現(xiàn)遠近程、多環(huán)境、雙向共享、實時互動的多通道大容量數(shù)據(jù)交換模式，對于采集的超過15導(dǎo)聯(lián)的生命體征和生理信息，單片計算機的中心計算控制單元實時加工、加密、壓縮、打包，實現(xiàn)動態(tài)存儲隊列管理，識別通訊線路，自動切換通訊模式，控制通訊發(fā)送。實時數(shù)據(jù)包經(jīng)由無線互聯(lián)網(wǎng)平臺，直接發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器中。數(shù)據(jù)傳輸過程中，采用數(shù)據(jù)單元疊加地址信息和時間信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)單元，克服互聯(lián)網(wǎng)通訊誤差產(chǎn)生的丟包后造成有效數(shù)據(jù)的丟失，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)接收的完整性和可靠性?！疚臋n編號】A61B5/0496GK103876743SQ201310638390【公開日】2014年6月25日申請日期:2013年12月4日優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日【發(fā)明者】韓芳,吳一兵申請人:北京大學(xué)人民醫(yī)院,北京易飛華通科技開發(fā)有限公司