基于便捷终端的智慧医疗数据传输存储与显示设计及测试.pdf
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1、2023.27 科学技术创新基于便捷终端的智慧医疗数据传输存储与显示设计及测试胡静,蒋亚林*(亳州市人民医院信息中心,安徽 亳州)摘要:本文主要探究了基于便携终端的智慧医疗系统数据采集、存储与显示三项功能的设计方法与实现情况。基于 Socket 网络编程技术设计通信链路,让前端采集的生理数据可以同步传输至数据库并进行分类存储;选用 MySQL 数据库存储数据,并对生理数据添加唯一标识,方便系统快速检索目标数据,从而实现了数据的实时显示;应用多线程技术解决了多个线程抢夺和占用资源的问题,降低了系统显示延迟。从测试情况来看,智慧医疗系统能够对生命数据进行直观、同步显示,符合设计预期。关键词:便捷终
2、端;智慧医疗;Socket 通信;MySQL 数据库中图分类号院TP311.52文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤27-0101-04智慧医疗系统能够全天候的采集用户的血压、心率、血氧等多种生命体征,这些数据快速传递到微处理器进行处理后,以图像形式直观呈现,方便医护人员或用户随时掌握生命体征,从而在体质监测、疾病预防和诊断等方面发挥了重要作用。在系统开发过程中,如何实现数据同步传输和结果动态呈现成为系统设计与研究的关键点。1智慧医疗数据传输设计1.1网络编程技术的选择前端设备采集患者的生命体征后,利用 5G 网络将数据传输至流数据中心,再经过局域网传输至基于便捷终端的智慧医
3、疗系统。为了使智慧医疗系统可以实现对生命体征的连续采集、动态存储、实时传输,对设备之间的网络通信提出了较高的要求。目前常用的网络编程技术有 Socket 编程、HTTP 编程、FTP 编程等若干种。其中,Socket 编程采用套接字技术,主要应用于创建客户端、服务器应用程序,具有操作简便、功能丰富、支持双端通信等特点,因此本文选用 Socket 网络编程技术进行智慧医疗数据传输设计1。1.2基于 Socket 的网络通信链路设计基于便捷终端的智慧医疗系统,既要在生命体征采集设备与流数据存储中心、流数据存储中心和便捷终端之间建立通信。使用 Socket 编程技术可以构建一条完整的网络通信链路,提
4、高了智慧医疗系统内不同设备之间的通信效率。另外,Socket 根据通信协议的不同提供了多种通信模式,例如面向 TCP 通信协议的Socket_Stream 模 式,面 向 UDP 通 信 协 议 的Socket_Dgram 模式等。本文选择 Socket_Stream 模式完成无线通信,在便捷终端上运行 Socket 后,分别向生命体征采集设备、流数据中心发出请求,在响应请求后建立起通信链路,并上传智慧医疗系统所需的数课题院本文系 2021 年亳州市重点研发计划项目(课题编号:bzzc2021019)“肺泡上皮细胞氧化应激在苯并a芘所致 COPD 发展中作用的专病队列研究”研究成果。作者简介:
5、胡静(1987-),女,本科,高级工程师,研究方向:医疗信息化。通讯作者院蒋亚林(1984-),男,硕士研究生,副主任医师,研究方向:慢性阻塞性肺疾病、呼吸衰竭、支气管肺癌、肺栓塞等呼吸系统疾病的诊治。图 1便捷终端与数据中心之间的 Socket 通信101-科学技术创新 2023.27据,通信实现流程见图 1。2智慧医疗数据存储设计2.1数据库的选择由于智慧医疗系统在运行过程中需要不间断的采集生理数据,数据体量庞大;同时,智慧医疗系统还需要实时调用数据并展开智能分析,实现对患者身体状况的监测。基于上述特点,对系统数据库的存储容量、响应速度等均提出了严格要求,选择合适的数据库对智慧医疗系统的可
6、靠和高效运行有积极帮助。本文选择了主流的 MySQL 数据库,作为一种关系数据库,采用关系数据模型建立数据表,能够对前端设备采集到的生命体征进行自动分类,并填入对应的数据表中,这就为数据的存储和调用提供了便利2。除此之外,MySQL 数据库还具有源代码公开、操作方便、易于开发等特点,能够较好地适配智慧医疗系统的数据存储需求。2.2基于 MySQL 数据库的存储设计当数据库内的数据接近或达到存储上限后,新存入的数据会自动覆盖最早存入的数据,从而造成部分数据的丢失。基于便携终端的智慧医疗系统用于慢性病的预防和预测时,需要进行长期不间断的监测,获取大量的生理信息数据,因此对于数据的保存时限、对数据库
7、的存储容量均提出了较高的要求。本文采用了基于 Innodb 共享表的空间存储方式,将生理数据按照来源或时间进行分类后,保存在一个单独的表空间,每个表空间包含若干个压缩文件,从而减少了对存储空间的占用。当智慧医疗系统需要调用生理数据时,再进行解压以满足数据使用要求。另外,为了保证 MySQL 数据库内存储数据的完整性和可用性,本文提出了一种基于用户 ID 结合采集最小间隔时间作为唯一标识的生命体征存储方式。数据库内的所有行数据被添加唯一标识,在智慧医疗系统检索数据时,可以根据标识快速锁定目标数据,从而提高了数据库的响应速度3。同样的,该标识还能起到约束作用,保证存储到 MySQL 数据库中的数据
8、都是真实、有效的,提高了数据的利用价值。3智慧医疗数据显示设计基于便携终端的智慧医疗系统采用“前端设备流数据中心智慧医疗终端”二级通信方式,数据上传和数据处理都会花费一定时间,因此从采集数据到数据显示会存在时间间隔。为了优化智慧医疗系统的使用体验,必须最大程度上降低延时,实现数据的实时显示。本系统采用多线程技术达到实时信号显示的效果,其原理是采用“绘图滚动”方法,将采集到的数据在绘图区域进行多次滚动刷新显示,让用户能够一目了然的观察到生命体征的动态与实时变化4。在多线程技术下,智慧医疗系统中的生命体征可以看作指令的有序集合,在程序运行时对数据执行的动态操作可以看作进程(Process)。每个进
9、程表示对于一组数据的一个动态操作,通过创建多个进程实现了对生理数据动态采集和实时呈现。为了避免多个进程之间出现通信冲突的情况,本系统采用互斥逻辑关系优化了多个进程对资源的占用关系。当智慧医疗系统同时运行2 个及以上的进程时,按照时间的先后顺序或者是进程的重要程度进行排序,当前一个进程结束、释放资源后,其他互斥进程才能按照顺序使用该资源5。4基于便捷终端的智慧医疗系统测试4.1数据传输测试4.1.1测试目的与测试环境基于用户的生命安全考虑,智慧医疗系统从采集用户生理信息,到完成数据存储,再到数据直观呈现,整个过程中必须要尽量减少时间的占用,降低系统的延迟。从这一点出发,对智慧医疗系统的数据传输性
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