Data Collecting Automatically from Monitor<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

朱涛 医学博士 Tao Zhu
刘进 教授 Jin Liu
四川大学华西医院麻醉科（四川，610041）
Department of Anesthesiology and Critical Care Medicine, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu, Sichuan, 610041

ABSTRACT

Objective: To develop a monitor-data collecting software for patient information system.
Methods: The data from monitor of HL 7 protocol format is using as the data source for the collecting program.
Results: The program collect the data from the monitor every one minute and can realize the hot plug-in and plug-out of the monitor.
Conclusion: The program can use as a part of information system in the clinic.
Key words: Monitor, HL 7, Information system

　　在过去的二十中，麻醉医师一直在寻求将计算机化的病人信息处理系统引进到临床麻醉中，今天这样的需求就显得更为明显。而发展计算机化的病人信息系统的重要一步就是实现监护仪数据的实时采集和记录。我们在开发病人信息系统的过程中，自行设计和开发了监护仪数据采集和记录软件，现将其原理和设计思想介绍如下。

软件工具、硬件及方法

一、软件工具
　　软件的主要开发工具为 Visual Basic 和Visual Java，开发平台为Microsoft windows NT 4.0。相关的通信协议包括：TCP/IP（Transmission Control Procotol/Internet Procotol 传输控制协议/互联网协议）和HL 7（Health Level 7）等。

二、硬件设备
　　系统的交互设备和记录数据：我们选取有RS232数据输出口的麻醉及监护设备进行系统的开发。主要需要采集的病人生理参数包括：心率、脉搏氧饱和度、无创血压、有创血压、温度、中心静脉压、肺动脉压、心输出量、麻醉气体分析参数、呼吸参数以及脑电双频谱指数等。系统的网络组成见图1。
　　我们可以看到，术中需要采集的数据主要来源于两大部分：（1）主流监护仪（太空实验室的床旁监护仪）上的生理参数；（2）非主流监护仪（包括北美Drager 2B或2C型麻醉机设定参数、Baxter公司的连续心排量监护仪和Datax公司的多功能气体分析仪等）中的参数。
三、方法
　　1、主流监护仪数据的实时采集：
　　数据格式的选择：首先需要了解主流监护仪向外输出的数据格式。目前太空实验室的床旁监护仪向外输出的数据格式大体可以分成：GDS（Global Database System）和HL7两种数据格式。前者为太空公司监护仪向外输出的最原始的数据格式，由于涉及其商业秘密，因此获得其数据格式的可能性较小；后者是一个广泛适用的数据格式，它是由美国Health Level公司于1987年3月首次提出的计算机行业的一种协议，后被美国国家标准化委员会（American National Standards Institute ANSI）推荐，作为主要用于医疗监护方面的一种数据交换标准。它能保证在不同的监护仪之间交换临床及行政管理信息，同时对用户自定义的数据格式有很好的兼容性。其对应的数据格式可以通过其网站下载。
　　实时采集的实施：通过上述的分析，我们通过编写HL 7协议的解释器，就可以实现定时和实时地从主流监护仪中读取病人的生理参数。
　　根据HL 7协议，其请求、响应以及数据的传送都是以可打印的字符串形式表示。只要发出的请求符合相应的格式即可获得相应的响应。另外每个HL 7的信息都是以一个三个字符开头的节信息表示，例如“MSH”表示是：“Message Head”。在此节后就是按照HL 7协议定义的其他信息，这些信息都是以“|”隔开，例如“| patient name | patient ID|……”。如果某信息监护仪没有用到，就空出来，表示此信息无用，此时两个有用的信息之间以“||”隔开，如：“……||……”。
　　因此我们编写的HL 7的解释器以一定的时间频率与监护仪进行交互，获得上述的数据格式。将其中需要记录的病人及其对应的监测参数保存进数据库，供其他程序调用，从而实现了实时地从监护仪上获得病人的生理参数的功能。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

　　2、非主流监护仪数据的实时采集
　　在科室中除了主流的床旁监护仪外，还有Drager的麻醉机（2B、2C）、Baxter的连续心排量监护仪及Datax的气体监护仪等。其中多数设备具备联网及数据输出功能，对指导临床工作有重要的作用，需要我们直接采集它们的监测参数。其解决方法是借助于Flexport（灵活接口）产品：Flexport是一些仪器生产厂家在获得其他监护仪厂家的数据格式后将它们转化成自身数据格式的一种产品。这样对于主流监护仪而言，上述三种监护仪被看作了三种插件，其自动参数过程同主流监护仪。
　　由于目前大多数的监护仪的插件都支持热插拔的功能，因此我们在编写该实时采集软件时，考虑到监护仪插件的可插拔性及对未知插件的兼容性，我们在数据库的设计过程中进行了如下的设计：①建立病人监护仪数据的索引表：每个病人在此表中只有一条记录，该记录负责告诉以后的调用模块如何查询病人具体监护仪的数据。该条记录包括病人的手术号、记录产生的时间、该病人在具体监护仪数据表中的中记录数以及一个格式化文本，后者包含：该病人被监测的参数数目，各参数的名称及各参数的监测状态。②建立病人监护仪数据表：所有病人的具体监护仪数据都存储在此表中，手术号用于区分不同的病人的数据，并与病人的索引表相关联。每个病人都有一个从1开始递增的记录号，用以标记每一条具体的监测数据。③建立监护仪参数名表：该表中包含两个内容，即具体的参数名，如“ECG”，“ART”等以及其相应的代码，如“P0”、“P1”等。这样有利于系统识别新的参数，为以后新的和未知的插件作好准备。

结　果<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

　　通过上述的设计和编程，我们可以将上述监护仪的数据自动地记录和保存到自定义的数据库中，并能为其他程序所调用。其相应的技术特点见表1。

讨　论<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

　　监护仪数据的实时采集程序虽然是病人信息系统的一个组成部分，但是它的性能以及其对监护仪的兼容性都在很大的程度上限制和制约了病人信息系统的建立。因为只有数据输出功能的设备才有可能建立病人信息系统。但是即使所有的仪器都具备了数据的输出功能，也不能保证我们能够对监护仪进行实时的数据采集，因为每个监护仪厂家为了其商业利益，其数据输出格式可能会加密或不同，这样就限制了我们对监护仪输出数据的采集和分析，因此就要求我们寻找一个中间途径来解决这样问题。^[1]
　　虽然目前还缺少这种交互的国际标准，但HL 7协议已经被越来越多的监护仪厂家和医疗信息系统所接受^[2]。与其他协议只强调某一特定部门的需求不同，HL 7特别强调数据在整个医疗机构中的交换。目前只要符合HL 7协议的数据格式就可以和大多数的监护仪进行交互和通讯。正是由于HL 7的上述优点，很多监护仪厂家相继开发出软件将自身的数据格式转化成HL 7的数据格式。因此我们选择符合HL 7协议的数据作为采集程序的数据源，为今后监护仪的扩充以及采集程序的兼容性留有较大的余地。当然这需要进一步的临床验证。
　　监护仪的热拔插功能已经被越来越多的厂家接受，它为临床监护提供许多方便的同时也为我们节省了资源的支出，另外它也为监护仪功能的扩充留下了余地。因此这就要求设计和开发监护仪实时采集程序时要充分考虑这种发展趋势。我们开发的采集程序，经过一年多的临床试运行，已经证实可以满足上述的要求，它可以随着插件的插入而自动开始新参数的采集和记录，同时也随着插件的拔出而终止该参数的采集，对新的未知插件也具有良好的兼容性。由于我国在建立医疗信息系统方面还刚刚起步，希望我们的研究工作能够给大家一点启发。

参考文献
1. The committee on technology,Anesthesia patient safety Foundation. Critical issues relating standards for technology to patient safety. J Clin Monit 1994;10:296-303
2. Weiss Y.G., Cotev S, Drenger B,et al. Patient data management systems in anaesthesia: an emerging technology.Can J Anaesth. 1995,42(10): 914-921

　　刘进，男，医学博士，教授，主任医师，博士导师。89年到93年在美国从事麻醉学的科研和和临床工作。1994?1999年任中国医学科学院阜外医院麻醉科主任，2000年至今任四川大学华西医院麻醉科主任、ICU主任和麻醉与危重病医学教研室主任。已培养博士后1名，博士9名和硕士7名。现带有博士后2名，博士生5名和硕士生3名。已获卫生部科技进步二等奖1项、中国医学科学院科技进步一等奖1项。1996年获求是科技基金会杰出青年学者奖。已发表论文100余篇，英文论文已被国际杂志引用500余次。已完成8项国家、部、委和国际合作科研项目，现正主持6项科研课题。1995年获国家杰出青年基金和国家教委优秀青年教师基金。1997年享受政府特殊津贴并入选国家“百千万工程”中百千人选。