多生理参数远程监护系统数据终端的研究与应用

1、南京邮电大学硕士研究生 学位论文开题报告南京邮电大学硕士研究生学位论文开题报告学号1010061530姓名龙冰莹手业测试计量技术及仪器所在学院自动化学院导师陈小惠论文题目多生理参数远程监护系统数据终端的研究与实现论文选题来源江苏省科技支撑项目论文类型基础研究应用研究综合研究其它备注导师对所选课题的基本要求1、查阅国内外文献，全面了解与本课题相关的背景知识和研究进展，对与本课题密切相关的文献进行重点学习研究，掌握其基本思想、实现方法。2、在全面学习文献，深入研究相关技术的基础上，对当前研究的理论及技术能够提出一些改进和创新。3、加强与导师的交流沟通，严格按照进度计划对所

2、选课题进行研究攻关，应保证能够按时间进度要求按时完成，论文质量能够达到硕士论文所要求的各项指标，并具备相应的学术水平。与选题有关的国内外研究综述，研究目的和实际意义（列出主要阅读参考文献，不少于15篇）国内外研究综述：一、远程医疗的发展现状 目前患者生理参数的检测通常采用人工方法、单台检测仪器或多台检测仪器获得的方法，例如通过心电图仪来测量病人的心电图，使用体温计来测量病人的体温等。随着科学技术的发展和社会需求的提高，一些新技术逐步应用到医疗产品上，数字化、微型化、智能化、网络化和多功能化等必将是医疗设备的发展趋势。近几年，计算机技术和通信技术越来越多得应用于远程监护领域。 1988年，远程医

3、疗（Telemedicine）开始在美国提出。它是指将医疗电子数据，包括高分辨率的图像、声音、实时视频、病例等资料，从一个地方传输到另一个地方，完成某一特定医疗实践。利用远程医疗系统，可以不受空间距离的限制，使条件好的医疗机构为异地的患者进行疾病诊断和健康护理服务，或者为异地医生提供手术指导、疾病诊断和治疗的咨询。通常远程医疗划分成三个阶段。上世纪60年代初到80年代的远程医学活动被视为第一代远程医疗，在这个阶段里，由于受信息传送量和通信条件的制约，远程医疗的发展比较缓慢，仅在航天等尖端科技领域内进行着。自80年代后期，随着计算机硬件价格及通讯费用高的下降和通信水平的提高，一大批极有价值的远程

4、医疗项目相继启动，第二代远程医疗开始发展起来，这一阶段，远程医疗的范围延伸到民用和军事领域。随着互联网技术的飞速进步，第三代远程医疗开始逐步形成。二、医院信息系统的发展现状随着信息化技术在医疗领域的广泛应用，社会医疗保险制度的迅速开展及日益深化，人们对健康的意识日益增强，这使得医院必将顺应发展趋势而投入更大的精力对疾病发病原因进行广泛深入的研究。而医疗数据信息库的建立是医学发展的趋势，只有建立一个丰富全面、功能强大的数据库，才有利于医护人员更好的监控病人的病情和医治病人的疾病。而医疗信息数据库系统是一步步建立起来的。医院信息系统起源于美国。20世纪50年代中期，美国将计算机应用于医院，最初主要

5、是对医院财务会计进行管理，并进一步实现了部分事物处理的计算机管理。从那时起，计算机开始在医院的各个方面得到了广泛的应用，并逐步形成医院信息系统。国外医院信息系统的发展主要经历了四个阶段：1、20世纪60年代至70年代初，美国医院首先开发了病人护理系统，同时开发了事务处理系统和收费系统。这个阶段处于探索阶段。2、20世纪70年代至80年代中，开始利用在线数据通讯技术开发覆盖全院的整体医院信息系统，对数据进行不间断的操作。3、20世纪80年代末至90年代中，医院信息系统的发展慢慢的走向成熟。开发了与诊疗有关的系统，如医嘱系统、实验室系统、医学影像系统、合理用药系统等，提高了医院的医疗质量和护理质量

6、。4、20世纪90年代末至今，这个时期处于不断的提高阶段。开发重点转向了电子病历、计算机辅助决策、统一医疗信息标准等方面，开始了对医院信息系统的应用效果进行评价。我国医院信息系统发展的相对比较迟和缓慢些，主要经历了以下阶段：1、20世纪70年代末至80年代初，在全国部分大中型医院以合作方式开始运用计算机进行医院信息管理研究，但由于硬件设备价格昂贵，显示汉字困难，主要还是在探索阶段。2、20世纪80年代中期，国家卫生部采取部分措施促使了医院信息系统的发展，开发了一大批应用系统。3、20世纪80年代末至90年代初，卫生部医政司主持的医院信息系统开发计划列入“八五”攻关课题，总后卫生部经历了多年的探

7、索，将部分医院的信息系统软件扩展到局域网上运行。4、20世纪90年代中后期，全国各大先进的医院已经着手筹建规模完整的医院信息系统，实现内网、外网和专网的高度统一。目前我国医院信息系统正开始快速发展，2006年卫生部恢复了十年以来对医院信息建设的第一次拨款，现已存在较完善的医院信息系统，能从医院的总体把握信息系统的功能，围绕病人在医院活动的各个环节构造系统的整体框架结构，实现信息的高度共享。三、信息检索发展现状 信息检索（Information Retrieval）有广义和狭义之分。广义的信息检索全称为“信息存储与检索”，是指将信息按一定的方式组织和存储起来，并根据用户的需要找出有关信息的过程。

8、狭义的信息检索为“信息存储与检索”的后半部分，通常称为“信息查找”或“信息搜索”，是指从信息集合中找出用户所需要的有关信息的过程。狭义的信息检索包括3个方面的含义：了解用户的信息需求、信息检索的技术或方法、满足信息用户的需求。信息检索起源于图书馆的参考咨询和文摘索引工作，从19世纪下半叶首先开始发展，至20世纪40年代，索引和检索成为图书馆独立的工具和用户服务项目。 信息检索可以分为：文献检索、数据检索和事实检索三种。以上三种信息检索的类型的主要区别在于：数据检索和事实检索是要检索出包含在文献中的信息本身，而文献检索则检索出包含所需要信息的文献即可。 为了获得快速的、高效的检索信息，人们在数据

9、检索中引入了索引技术。索引是为了加速二维表的检索速度而设置的，在进行数据检索时先通过索引表检索相关的字段值，获得数据的记录号，然后从表中获取相关的数据记录。 那么，又如何根据这些字段值来定位索引记录的物理存储位置就成了进行索引设计的关键，直接影响到数据索引效率的高低，所以，人们又开始寻找高效的检索算法。通常，在数据检索中的检索算法有以下几种。1、顺序查找。顺序查找是一种最简单的查找方法，顺序表查找既适用于顺序表，也适用于链表。顺序查找的优点是算法简单，对表结构无任何要求，无论是用向量还是用链表来存放结点，也无论结点之间是否按关键字有序或无序，它都同样适用，顺序查找的缺点是查找效率低。 2、二分

10、查找。二分查找也称折半查找，是一种高效率的查找方法。但要求表中元素必须按关键字有序。二分查找只适用于顺序存储结构。为保持表的有序性，在顺序结构里插入和删除都必须移动大量的结点。因此，二分查找特别适用于那种一经建立就很少改动、而又经常需要查找的线性表。 3、Hash查找。也称为散列查找。它既是一种查找方法，又是一种存储方法。Hash查找方法首先需选择一个好的Hash函数，使一组关键值所得到的Hash地址能均匀分布在整个地址空间中，并且冲突次数尽可能少。 现在，信息检索正朝着智能化、可视化、多样化、简单化、深入化、友好化、多语种化方向发展。课题的目的和意义：随着时代的变迁，各种传染性疾病因病原体的

11、变异而时常出现爆发性流行。如1918年西班牙甲型流感、2009年墨西哥猪流感（甲型H1N1流感，又称甲流），造成了全球大流行。据世界卫生组织(WHO)2010年统计：2009年共造成全球约50万人感染“甲流”，死亡约5000人。如此的大流行给人民群众带来了巨大的人身伤害和财产损失。因此严密的防控突发的传染性疾病是各国各级政府的首要职责。尽管改革开放以来，我国人民健康水平不断提高，主要健康指标已处于发展中国家的前列，但重大传染性疾病所带来的压力并没有得到减轻，曾经的非典、甲流等严重影响了国民的生理健康。突发重大传染性疾病由于发病危险性高、突发性强，故而成为威胁人类生命以及社会稳定的重要因素之一，

12、如何有效控制传染病的蔓延成为维护国家稳定的重要举措，如何及时、准确地获取患者身体的异常症状是对患者采取有效治疗措施的关键。由此可见，为了能够更准确地获取患者相关的基本生理信息，开发出一种针对突发重大传染性疾病患者的实时监测系统是很有必要的，是预防突发重大传染性疾病的有效方法，这对突发性传染性疾病的患者监测和预防具有重要意义。然而，数据终端系统作为这整个监护系统的一部分，当然有着它巨大的意义。我们可以看到，数据终端部分不但在这个系统中有着它的必不可少的作用和意义，而且我们还以将其推广，进行修改和调整应用于其他相似系统中去，比如说其他疾病的监护系统等。本课题是在“突发重大传染性疾病患者多生理参数远

13、程实时监测系统研制”的前端的采集和网络传输的基础上，通过对远程医疗、多生理参数监护仪、数据库技术、医院信息系统等进行研究，对多参数远程监护系统使用的多生理参数数据库进行设计。使得建立的远程监护系统内部有一个能够高效运行的数据库，使得基于该数据库的多生理参数远程监护系统能够快捷、方便的实现，而且能够高效的运行。参考文献：1 Pin Zhang, Bo Gao, Weiyi Yiang, Shengfeng Qin. Requrement study of telemedicine system and product. Biomedical Engineering and Informatics

14、(BMEI), 2010 3rd International Conference on. 2010,10: 1906-1909.2 Yu, Xiaohua, Xia, Xiangling, Chen, Xuhui. Design and Application of RuBee-Based Telemedicine Data Acquisition System. Computer and Information Science(ICIS), 2011 IEEE/ACIS 10th International Conference on. 2011,5: 365-370. 3 Klymash

15、, M.M. ,Romanchuk, V.L., Krasko, O.V. . Telemedicine system model using Internet technology. Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET), 2010 International Conference on. 2010, 2: 259.4 Mm, R. , Krief, H. , Engelman, T., Abboud, S.A Novel Telemedicine Syste

16、m for Monitoring Congestive Heart Failure Patients. Information Technology; Research and Education, 2006. ITRE 06. International Conference on. 2006,10: 45. 5 Uceda, J.D. ,Elena, M. , Blasco, S. , Tarrida, C.L. , Quero, J.M. IMS: A new technology to develop a telemedicine system. Engineering in Medi

17、cine and Biology Society, 2008. EMBS 2008. 30th Annual International Conference of the IEEE. 2008,8: 767-770. 6 李亚军. 远程医疗在国内的应用和发展. 医学信息. 2006,19(1). 7 马刚,刘天时,程国建. 基于数据仓库技术的医院信息系统应用研究. 西安石油大学学报(自然科学版). 2010,25(4). 8 叶明全,宋念东. 基于HIS的医院数据仓库设计与实现. 计算机工程与设计. 2008,29(3). 9 蔡雪林,赵玲玲,陈志雄, 王利君,张文坚. 医院信息系统在医院感

18、染管理中的作用. 中华医院感染学杂志. 2009,19(21). 10 周林,石夫乾. 医院信息系统的总体数据规划. 中华医院管理杂志. 2006,22(6). 11 HIS系统. 2011-10-17.12 汪先桃,曾照芳,万富明. 关于临床检验信息查询系统的开发. 中国医学教育技术. 2008,22(2)13 范慧明. 建立医院信息系统的实践与思考. 中国卫生经济. 2006,25(5). 14 钟丽玲, 余莲. 浅谈电子病案及其发展意义中国病案. 2004-5-10. 15 段会龙, 吕旭东. 医疗信息系统发展现状及趋势. 中国医疗器械信息. 2004(10):1-6.16 Mullne

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20、d Applications in Biomedicine,2008. ITAB 2008. International Conferenece on. 2008,5:552-555. 18 曾凡. 论新形势下如何发挥信息科在医院信息化建设中的作用. 医疗卫生装备. 2009,30(8). 19 李书章, 刘国祥, 吴昊等. 数字化医院建设思路与实践. 解放军医院管理杂志, 2004,11(2):108-110.20 张晓,薛义,刘新,罗德林. 浅析中医医院信息系统的功能特点. 中国医院管理. 2008,28(8). 21 陈艇. 浅谈医院HIS建设. 宜春学院学报(自然科学). 2003,2

21、4(4):35-39.22 王炳胜,王景明,石德光,张立新,李德炳,肖静,李勇,张渊弘. 数字化医院提高电子病历质量的方法. 中国医院管理. 2008,28(8). 23 李劲松, 张小光. 数字化医院的建设目标与发展趋势. 医疗卫生装备. 2010,31(2). 24 USTIN ZOBEL, ALISTAIR MOFFAT. Inverted Files for Text Search EnginesJ. ACMComputing Surveys, 2006,38(2).25 姚逸涛, 彭宇扬, 彭自成. 基于倒排表的数据检索优化系统. 电脑与信息技术.2008,16(2):18-21.

22、26 王春秀. 信息检索研究进展. 农业图书情报学刊. 2010,22(8). 4选题的研究目标、研究内容、所要解决的主要问题及可能的创新点研究目标： 设计和研究多生理参数远程监护系统数据库的主要目标是，利用远程监护系统前端采集和传输过来的数据和数据库技术，建立一个含有多生理参数（体温和心率）的实时数据库；利用一些检索技术对数据库进行优化设计；并提供一个直观、清晰的界面，使得监护人员能够通过简洁的界面迅速查找所需信息，提高整个系统的性能。研究内容： 整个数据终端系统的框图为：数据库检索及推理机构人机接口模块用户采集来的数据病人基本信息（1） 数据库的建立 在建立数据库之前，首先应该对医院信息进

23、行调查，并进行需求分析；根据需求分析，进行数据库逻辑模型的设计和数据库物理结构的设计，设计出数据表单，再利用SQL Server建立患者数据库。在建立数据库时应该考虑今后怎样有利于查询和修改的问题。（2）信息的储存在建立好的数据库中设计一个接口，用来接收远程采集过来数据，将数据存储在数据库中信息的相应位置。在这一部分，我们需考虑如何来存储数据才能使得数据存储效率高；当数据不断的增多，我们又如何来存储海量的数据等相关问题。（3）人机交互 人机交互主要是通过界面软件开发工具（如ASP、C#等）提供给监护人员一个清晰、直观、人性化的界面，监护人员可以通过界面来添加、删除、修改和查找病人信息，利用信息

24、来观察病人的病况。（4）数据库的优化在数据库优化这部分，我们主要是对数据检索进行优化，提高检索的效率，从而提高系统的效率。可以采用下面几种方法来进行优化。a、建立索引对于海量的医院信息系统，我们可以通过建立一些索引来查询数据，但由于索引的建立是一把双刃剑，它可以加快查询数据的速度，但同时会增加开销，而且在对数据库进行大量删除、修改、添加操作时得重新建立索引，花费时间，所以如何建立索引成为了不得不考虑的问题。b、SQL语句的优化人们在使用SQL时往往会陷入一个误区：太关注于所得的结果是否正确，而忽略了不同的实现方法之间可能存在的性能差异。这种差异在大型的或是复杂的数据库环境中表现得尤为明显。低效

25、率的SQL语句导致不必要的表扫描c、采用合理的检索算法目前，主要的检索算法有直接查找法、二分检索和Hash函数查找法，它们各自有优缺点，而我们必须根据数据的特点和建立的表的结构，去寻找一种最适合该系统的查找方法，这是最重要的。要解决的主要问题及可能的创新点：（1）海量数据处理的研究；（2）检索方法的研究；（3）人机交互的研究。研究方法（预期思路或技术路线）及可行性分析研究方法：第一步，查阅并分析相关领域的文献资料，对各种方法的优略、技术难点和目前研究成果有全面的了解和把握。第二步，学习相关技术知识，如数据库技术、界面开发软件等，并研究医院信息系统。在熟练掌握基础技术知识和了解医院信息系统的基础