一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及信息技术领域，具体涉及一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统及方法，其将云服务和边缘计算结合起来，通过边缘计算分散数据采集、数据处理，减少网络流量，大大提升数据处理速度的同时也增加了安全性。一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统，包括至少一个医疗健康云数据中心、至少一个医疗机构服务站、至少一个业务数据边缘处理设备、至少一个医疗系统应用终端；所述医疗系统应用终端通过局域网络，经由业务数据边缘处理设备实现对业务请求进行快速响应、业务系统对接、复杂计算云平台交互功能，可以将与接收数据相关联的处理责任分割或者划分在业务数据边缘处理设备和目标移动设备之间。

A basic medical information processing system and method based on edge computing

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统及方法
本专利技术涉及信息
，具体涉及一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统及方法。
技术介绍
就目前医疗业务系统架构而言，已经基本实现区域信息系统的集成，一些医院建立了数据信息交换平台以共享医院的数据[1]，但是依然面临诸多问题，例如：多院区割裂的医疗信息系统、医院信息系统孤岛、医疗信息碎片化；院服务器和数据库加剧膨胀，服务器、机房及医疗信息接口等成本大幅攀升，众多的业务运行在不同的服务器上，竖井式的部署导致医疗信息系统资源使用效能不高，造成资源浪费；医疗信息系统数据库与服务器分布在不同的院区、各自独立的硬件平台，不仅增加了医院信息系统架构的复杂度还给集中运维管理带来不便。从医疗健康云平台的角度来看，现阶段的最新研究[2]中充分利用云计算技术与病人监控系统的结合，部署出应用于医疗健康的平台及服务(PaaS)。文献[3]将云计算与商业智能结合，提出了基于云的BI体系架构进行医疗数据分析。通过建设数据采集的云平台[4]分析数据，挖掘数据价值后提供解决医疗行业问题的信息及数据，或者通过云计算提供医疗应用协助处理医务人员诊疗、人口健康信息、慢病管理、远程会诊等业务云应用[5]，但是，随着中国医疗卫生服务信息化的不断发展，大数据云平台因为其结构，限制了其业务的实时性、联接的海量与异构、应用的智能性。越来越多的医疗健康数据上传至云端进行分析和计算，为系统云平台的响应和系统业务数据传输也带来了巨大压力。随着时间的推移，大数据正在滚雪球，全球的云平台和其他类似的服务，正承受着大量复杂数据处理请求的压力。数据服务中心存在于远离其连接的数据密集型应用程序的地方，需要费力地完成它们的请求。[1]沈启松.数据交换平台在医院信息系统中的应用[J].医疗装备，2009-，22(12):1-3.[2]G.Hayes，H.Khazaei，K.El-Khatib，etal.Designandanalyticalmodelofaplatform-as-aservicecloudforhealthcare[J].JournalofInternetTechnology(JIT)，2014:104-113.[3]ShimaaOut，MonaNasr.TheCloudComputing:TheFutuerofBIintheCloud[J].InternationalJournalofComputerTheoryandEngineering，2011，3(6):750-754.[4]刘宇红，周进凡，蒋明怀，一种智能医疗大数据服务系统及应用方法，中国，CN201810386146.2，2018-09-25.[5]谭畅，赵杭，刘南余，李晟，侯庆，蓝善根，基于云计算的远程移动医疗系统，中国，CN201610130016.3，2019-02-12.
技术实现思路
针对上述
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统，将云服务和边缘计算结合起来，通过边缘计算分散数据采集、数据处理，减少网络流量，大大提升数据处理速度的同时也增加了安全性。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统，其特殊之处在于：包括至少一个医疗健康云数据中心、至少一个医疗机构服务站、至少一个业务数据边缘处理设备、至少一个医疗系统应用终端；所述医疗系统应用终端通过局域网络，经由业务数据边缘处理设备实现对业务请求进行快速响应、业务系统对接、复杂计算云平台交互功能，可以将与接收数据相关联的处理责任分割或者划分在业务数据边缘处理设备和目标移动设备之间；医疗健康云数据中心用于搭建健康大数据云平台，提供云端存储、数据共享、AI智能计算、数据可视化的标准化信息云服务；业务数据边缘处理设备为医疗机构线下业务系统一体机，包括边缘节点，边缘节点自主集成各医疗业务数据信息进行分析处理，结合业务需要与医疗健康云数据中心云端互联。进一步地，上述所述医疗健康云数据中心面向四类用户角色：政府机构、社会公众、医疗机构和企业；通过确定医疗目标和和关键角色，使用合适的数据挖掘算法完成对数据有效的分析并加以展示，平台能够提供智能决策支持、个人健康指数分析、病情实时预警、医疗设备管理功能，有效的解决不同角色的不同需求。进一步地，上述所述医疗健康云数据中心采用四层架构：数据层、分析层、交互层和应用层；所述数据层对区域信息临床、医疗等数据进行获取、清洗、转换，并分类加载到分布式文件存储系统中；所述分析层通过流式计算系统、数据挖掘算法等实现对数据的实时、准确的分析和应用，提供分布式计算框架和逻辑处理功能，为平台并行化的高性能计算效率提供保证；所述交互层主要是系统和用户操作逻辑之间的交互，根据应用层用户进行的不同操作，执行不同的数据计算并返回，用于数据可视化；所述应用层即应用系统的操作界面，对交互层返回的结果数据进行可视化处理，以多元化的图形报表为用户展现有价值的数据信息。进一步地，上述医疗健康云数据中心中，分析层使用Spark计算框架，医疗业务数据流首先存入Kafka集群，通过Pub/Sub模式，再由SparkCoreSQLMLlib或SparkSteaming抽取消费Kafka数据，处理后的数据结果写入数据层HDFS或Hbase，同时写回Kafka集群或者存入Redis集群。进一步地，上述业务数据边缘处理设备集成了门诊系统、LIS检验系统、财务系统和药房系统。进一步地，上述业务数据边缘处理设备的边缘节点可横向扩展，既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连，用户可以通过公共网关，实现系统的分布式部署，搭建边缘节点集群，也可以通过接口对接外部其他医疗业务子系统，实现横向扩展。另外，本专利技术还提出一种基于上述一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统搭建的集群，其特殊之处在于：1)发送医疗业务请求至业务数据边缘处理设备，即一种面向基层医疗机构线下业务系统一体机，判断业务逻辑是否需要云端服务；2)若步骤1)判断结果为需要，则将业务请求和数据转发至医疗健康云数据中心，进行一系列云计算并返回结果至一种面向基层医疗机构线下业务系统一体机；3)若步骤1)判断结果为不需要，则进行本地边缘计算，由一种面向基层医疗机构线下业务系统一体机内部系统自行处理业务；4)步骤3)根据一种面向基层医疗机构线下业务系统一体机特点，将边缘计算业务继续划分为两部分：第一，对接其他医疗子系统接口，由外部系统进行数据计算，得到数据结果；第二，一种面向基层医疗机构线下业务系统一体机内部处理业务，判断是否分发运算至其他一体机集群节点，实现负载均衡；5)一种面向基层医疗机构线下业务系统一体机接收前面的步骤2)、4)的数据处理结果，返回客户端，完成相应业务请求。进一步地，上述步骤4)中所提到的分发运算至其它一体机集群节点，是指允许用户投入和相关效益比决定系统优化的资源方法。本专利技术的优点：...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统，其特征在于：/n包括至少一个医疗健康云数据中心、至少一个医疗机构服务站、至少一个业务数据边缘处理设备、至少一个医疗系统应用终端；/n所述医疗系统应用终端通过局域网络，经由业务数据边缘处理设备实现对业务请求进行快速响应、业务系统对接、复杂计算云平台交互功能，可以将与接收数据相关联的处理责任分割或者划分在业务数据边缘处理设备和目标移动设备之间；/n医疗健康云数据中心用于搭建健康大数据云平台，提供云端存储、数据共享、AI智能计算、数据可视化的标准化信息云服务；/n业务数据边缘处理设备为医疗机构线下业务系统一体机，包括边缘节点，边缘节点自主集成各医疗业务数据信息进行分析处理，结合业务需要与医疗健康云数据中心云端互联。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统，其特征在于：
包括至少一个医疗健康云数据中心、至少一个医疗机构服务站、至少一个业务数据边缘处理设备、至少一个医疗系统应用终端；
所述医疗系统应用终端通过局域网络，经由业务数据边缘处理设备实现对业务请求进行快速响应、业务系统对接、复杂计算云平台交互功能，可以将与接收数据相关联的处理责任分割或者划分在业务数据边缘处理设备和目标移动设备之间；
医疗健康云数据中心用于搭建健康大数据云平台，提供云端存储、数据共享、AI智能计算、数据可视化的标准化信息云服务；
业务数据边缘处理设备为医疗机构线下业务系统一体机，包括边缘节点，边缘节点自主集成各医疗业务数据信息进行分析处理，结合业务需要与医疗健康云数据中心云端互联。


2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统，其特征在于：
所述医疗健康云数据中心面向四类用户角色：政府机构、社会公众、医疗机构和企业；通过确定医疗目标和和关键角色，使用合适的数据挖掘算法完成对数据有效的分析并加以展示，平台能够提供智能决策支持、个人健康指数分析、病情实时预警、医疗设备管理功能，有效的解决不同角色的不同需求。


3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统，其特征在于：
所述医疗健康云数据中心采用四层架构：数据层、分析层、交互层和应用层；
所述数据层对区域信息临床、医疗等数据进行获取、清洗、转换，并分类加载到分布式文件存储系统中；
所述分析层通过流式计算系统、数据挖掘算法等实现对数据的实时、准确的分析和应用，提供分布式计算框架和逻辑处理功能，为平台并行化的高性能计算效率提供保证；
所述交互层主要是系统和用户操作逻辑之间的交互，根据应用层用户进行的不同操作，执行不同的数据计算并返回，用于数据可视化；
所述应用层即应用系统的操作界面，对交互层返回的结果数据进行可视化处理，以多元化的图形报表为用户展现有价值的数据信息。


4.根据权利要求3所述的一种基于边缘计算的基层医疗信息处理系统，其特征在于：
所述医疗健康云数据中心中，分析层...

【专利技术属性】
技术研发人员：范小朋，俞诗杰，舒昝，汤李晹，
申请(专利权)人：杭州中科先进技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33