基于XDS技術的大型公立醫院雙向轉診患者信息共享系統設計

石學丹， 周燕， 石繪琨

(1.四川大學附屬華西醫院， 四川 成都 610041； 2.蘇州廣濟醫院， 江蘇 蘇州 215000；3.天津工業大學 計算機科學與技術學院， 天津 300387)

0 引言

醫院智慧化的建設以及信息共享化水平的提升，使得許多大型公立醫院實現了病人雙向轉診的信息共享，結合對大型公立醫院雙向轉診患者信息的信息融合和大數據挖掘，進行大型公立醫院雙向轉診患者信息共享系統設計，提高大型公立醫院的診療水平[1]，相關的雙向轉診患者信息共享研究受到人們的極大重視。對雙向轉診患者信息管理系統設計是建立在對雙向轉診患者信息化診療設計基礎上，結合數據融合調度技術，共享雙向轉診患者信息，通過網絡化信息管理設計，建立雙向轉診患者信息共享系統[2]。

當前，雙向轉診患者信息共享系統設計建立在對雙向轉診患者信息融合調度和信息檢測基礎上，通過模糊度特征挖掘，構造雙向轉診患者信息的融合和數據庫。采用多樣本特征信息采樣方法構建雙向轉診患者信息動態大數據分析模型，通過模糊信息融合，實現雙向轉診患者信息共享。但該方法下的雙向轉診患者信息共享的特征辨識能力不夠理想，信息共享化水平不高[3-4]。

針對上述問題，本文提出基于XDS技術的雙向轉診患者信息共享系統設計方法。通過轉診患者信息采集模塊、信息交互模塊、人機控制模塊、總線傳輸模塊和接口控制模塊的設計完成系統硬件設計。采用XDS技術實現系統軟件設計。實驗結果驗證了本文系統在提高雙向轉診患者信息共享能力方面具有性能優勢。

1 系統總體設計和患者信息數據存儲優化

1.1 系統總體設計構造

為實現大型公立醫院雙向轉診患者信息共享系統設計，首先構建雙向轉診患者信息共享系統的總體結構模型，雙向轉診患者信息共享系統主要包括數據庫設計、共享調度算法設計、軟件開發設計等，構建雙向轉診患者信息共享系統的信息采集模塊，結合底層數據庫模塊化方法，進行雙向轉診患者信息共享系統的內核控制和集成信息調度，構建雙向轉診患者信息共享系統的信息交互模塊[5]，在物聯網環境下進行雙向轉診患者信息共享系統的網絡組網設計，利用ADO.NET組件庫與雙向轉診患者信息共享數據庫進行交互。系統包括雙向轉診患者信息采集模塊、信息交互模塊、人機控制模塊、總線傳輸模塊和接口控制模塊，采用XDS技術進行雙向轉診患者信息共享傳輸過程中的總線調度[6]，得到系統的總體設計構架，如圖1所示。

圖1 系統總體設計構架

以LOCAL總線作為雙向轉診患者信息共享系統輸出總線傳遞模式。采用兩列VXI(VMEbus Extensionfor Instrumentation, VME總線在測量儀器領域)附加總線引腳進行雙向轉診患者信息的集成處理，采用底層B/S構架體系，進行雙向轉診患者信息共享系統的底層模塊化設計[7]，系統的功能模塊構成，如圖2所示。

圖2 系統的功能模塊構造設計

根據圖2所示的功能結構模塊，采用ZigBee進行雙向轉診患者信息采集和集成信息處理，通過網絡通信模塊進行雙向轉診患者信息的人機交互設計，構建人機交互接口模塊[8]。

1.2 患者信息數據庫訪問和存儲結構優化

通過B/S技術進行雙向轉診患者信息管理，結合模糊PID控制方法，進行雙向轉診患者信息共享的過程控制，構建雙向轉診患者信息大數據融合模型和數據庫存儲模型，采用模糊區域信息融合方法，進行雙向轉診患者信息分布式檢測和聚類[9]，采用動態匹配方法進行雙向轉診患者的關聯性挖掘，構建雙向轉診患者信息的特征匹配模型，得到雙向轉診患者信息共享的模糊關聯特征量為式(1)。

(1)

其中，α為模糊度系數；u(v)為關聯規則；p(v)為特征匹配函數。給出雙向轉診患者信息流量矩陣，某一周期采樣條件下，進行雙向轉診患者信息融合調度，采用大數據信息融合方法，提取雙向轉診患者信息的模糊隸屬度函數，得到雙向轉診患者信息特征檢測模型，得到模糊迭代式為式(2)。

(2)

其中，j為迭代次數；K(j)為模糊隸屬度函數。根據線性規劃參數分布模型進行動態尋優，進行雙向轉診患者信息共享融合聚類，得到雙向轉診患者信息檢測模型，得到雙向轉診患者信息融合的關聯規則特征分布滿足式(3)。

(3)

式中，λ為關聯次數。結合多維信息分布，構建雙向轉診患者信息動態分布函數，求得子空間融合聚類環境下雙向轉診患者信息檢測的特征函數。

在本體融合特征分布域內，求得雙向轉診患者信息動態分布的優化解，得到雙向轉診患者信息分布長度為N，求得雙向轉診患者信息分布的聚類中心，通過底層數據融合技術，實現雙向轉診患者信息共享設計。

2 雙向轉診患者信息共享設計

2.1 雙向轉診患者信息融合

采用XDS技術進行大型公立醫院雙向轉診患者信息共享傳輸過程中的總線調度，設計雙向轉診患者信息傳輸模型，進行雙向轉診患者信息管理系統動態控制，結合交叉編譯控制方法[10]，得到雙向轉診患者信息的模糊聚類函數為式(4)。

vn=V{ai,ai+1,…,aN}

(4)

式中，{ai,ai+1,…,aN}為雙向轉診患者信息集。把上述分析，進行雙向轉診患者信息的優化挖掘和特征重構，提取雙向轉診患者信息的模糊信息熵，進行雙向轉診患者信息調度，得到雙向轉診患者信息融合的二元特征規劃模型為式(5)。

(5)

式中，h為模糊信息熵。構建雙向轉診患者信息的異構存儲模型，提取雙向轉診患者信息的動態特征量，得到雙向轉診患者信息融合度函數為式(6)。

(6)

式中，β為雙向轉診患者信息的動態特征量;B為信息融合系數。結合檢測統計分析方法，進行雙向轉診患者信息分塊檢測，得到大型公立醫院患者信息交互的數據塊，結合雙向轉診患者信息，采用融合向量機學習方法，得到雙向轉診患者信息共享的特征映射。

采用XDS技術，進行雙向轉診患者信息管理系統的動態安全檢測[11]，得到雙向轉診患者信息的相似度特征量為式(7)。

G=max{R(xi,Am)}

(7)

式中，xi為雙向轉診患者信息的狀態矢量；Am為雙向轉診患者信息聚類中心，m=1,2,…,k。

結合times字段的雙向轉診患者信息進行增量式融合濾波c，在不同的聚類中心得到雙向轉診患者信息動態特征檢測輸出為式(8)。

(8)

式中，D為雙向轉診患者信息分布的慣性常數；e為雙向轉診患者信息共享化水平；M為雙向轉診患者信息的模糊特征分布集。

通過上述設計，利用信息融合和相似度檢測，進行雙向轉診患者信息管理及共享設計。

2.2 雙向轉診患者信息共享調度

通過集成信息融合的方法進行雙向轉診患者信息共享和資源調度，提取雙向轉診患者信息的關聯特征集，采用分塊模糊特征匹配融合聚類方法進行雙向轉診患者信息分組檢測[12]，得到雙向轉診患者信息動態分布特征量表達式為式(9)。

β(xi,xj)=exp(H(xi,xj)/2σ2)

(9)

式中，σ為雙向轉診患者信息分組差分誤差?；诖仡^節點融合的方法，進行雙向轉診患者信息分組檢測和信息融合，得到自適應加權系數l。挖掘雙向轉診患者信息的模糊相關性特征量，得到雙向轉診患者信息動態檢測的模糊迭代函數為式(10)。

(10)

其中，x(t)為雙向轉診患者信息的二元本體特征分布，在數據非平穩分布集中，得到雙向轉診患者信息共享的特征解，采用空間聚類分析方法，得到雙向轉診患者信息分布的聚類中心為式(11)。

(11)

式中，δ為聚類次數。綜上分析，實現雙向轉診患者信息共享[13-15]，算法實現流程如圖3所示。

圖3 雙向轉診患者信息共享實現流程

3 系統性能仿真測試

采用MICRO DSP智能信號處理器實現雙向轉診患者信息的VCC檢測，在OUT口接入CC2530進行雙向轉診患者信息的IO輸出控制，選用PCI9054 LOCAL總線作為雙向轉診患者信息共享系統輸出總線傳遞模式，在XDS下實現對雙向轉診患者信息采樣，雙向轉診患者信息樣本長度為1 024，公立醫院雙向轉診患者信息分布的訓練集為60。測試雙向轉診患者信息共享的收斂性，得到收斂曲線如圖4所示。

圖4 收斂曲線測試

分析圖4得知，與傳統方法相比，本文方法雙向轉診患者信息共享的收斂性更好，信息共享系統輸出穩定性較好，人機交互能力較強。

4 總結

構建大型公立醫院雙向轉診患者信息系統，結合對雙向轉診患者信息的信息融合和大數據挖掘，進行雙向轉診患者信息共享系統設計，提高大型公立醫院的診療水平，本文提出基于XDS技術的雙向轉診患者信息共享系統設計方法。實驗結果表明：設計的系統人機交互性較好，收斂性較強，提高了雙向轉診患者信息共享水平。