T CHIA 13-2018 　医疗健康物联网 人体感知信息融合模型.pdf

1、ICS 35 240 80 C 07 团体标准 T CHIA 13 2018 医疗健康物联网 人体感知信息融合模型 Medical and Healthcare IoT Fusion Model for Sensed Information of Human Body 2018 10 19 发布 2018 12 01 实施 中国卫生信息与健康医疗大数据学会 发布 T CHIA 13 2018 I 目 次 前言 II 引言 III 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 缩略语 2 5 人体感知对象信息融合模型 2 5 1 概述 2 5 2 域内信息融合功能描述 3 5 3

2、 五级融合过程分级描述 4 5 4 接口描述 4 附录 A 资料性附录 7 参考文献 9 T CHIA 13 2018 II 前 言 本标准按 照 GB T 1 1 2009给出的规则起草 本标准 由国家卫生计生委统计信息中心医疗物联网无锡研究院提出并由中国卫生信息与健康医疗 大数据学会归口 本标准主要起草单位 江南大学附属医院 无锡市第四人民医院 无锡医疗物联网研究院 国家 卫生计生委统计信息中心 无锡市卫生和计划生育委员会 空军军医大学 第四军医大学 本标准主要起草人 华东 刘丽 何艾玲 张学高 胡建平 周恭伟 李岳峰 董方杰 沈杰 王 耀梁 徐勇勇 沈丽宁 王霞 兰青 刘晓强 韩晓 枫

3、陈卫平 吴小俊 刘星宇 张斌 吴明娟 钱 维林 陈书义 徐志广 钟代笛 李建慧 章笠中 宋 继伟 程凯 聂敏 丁永红 本标准参与起草单位 无锡物联网产业研究院 江南大学 无锡市人民医院 华中科技大学同济医 学院 杭州盈网科技有限公司 上海恩谷科技有限公司 重庆大学 中国电子技术标准化研究院 医惠 科技有限公司 安徽汉聚医疗管理有限公司 江苏曼荼罗软件 股份 有限公司 西安赢谷网络科技有限公 司 T CHIA 13 2018 III 引 言 医疗与健康领域的物联网应用必然包含大量的医疗与健康数据在感知设备间或外部信息系统间的 交换和共享 信息融合是实现完整 准确 及时和有效地综合信息处理的方法

4、由于感知设备与医院系 统 区域平台系 统厂家众多 系统复杂 各系统人员身份 位置 关联设备 业务标识种类繁多 有必 要实现物联网感知数据和电子病历 健康档案 公共卫生信息 行业间交换等信息融合 从而为医疗与 健康业务服务提供影响估计等决策支持 实现以人为中心的新型医疗健康服务 以人体感知对象为核心的信息融合模型是基于国标 GB T 33474 2016 物联网 参考体系结构 对 适应医疗健康物联网特点的信息融合过程的全局抽象 通过将物联网环境下的多源异构感知设备信息和 卫生服务提供域中的支持数据 融合数据进行信息融合处理 实现 感知信号预处理 人体感 知对象估计 人体感知对象的群体态势估计 人

5、体感知对象影响估计及优化控制管理 从而得出更精确 完整 及时 的信息 用于人机交互界面呈现 智能决策 系统运维管控优化及其他应用 T CHIA 13 2018 1 医疗健康物联网 人体感知信息融合模型 1 范围 本标准规定了在医疗健康物联网环境下以人体感知对象为核心的信息融合过程以及融合级别描述 信 息融合功能和接口描述 本标准适用于医疗健康物联网系统的信息融合过程构建以及感知设备信息融合 人体感知对象信息融 合的信息收集 存储与共享 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期 的引用文件 仅所注日期的版本适用于本文件 凡是不注日期的引用文件 其最新版本 包括所有的修

6、改单 适用于本文件 GB T 33474 2016 物联网 参考体系结构 GB T 33745 2017 物联网 术语 3 术语和定义 GB T 33745 2017 GB T 33474 2016及下列术语和定义适用于本文件 3 1 感知设备 sensing device 能够获取对象信息的设备 并提供接入网络的能力 常见感知设备有传感器节点 RFID 读写器等 GB T 33745 2017 定义 2 1 9 3 2 人体感 知对象 human body sensed object 在医疗健康物联网系统环境下的卫生服务对象 3 3 信息融合 Information fusion 对 物联网

7、系统中的 多源信息进行检测 时空统一 误差补偿 关联 估计等多级多层面的处理 以得到精确的对象状态估计 完整 及时的对象属性 态势和影响估计 3 4 外部数据 external data 医疗健康物联网系统外部交换数据 T CHIA 13 2018 2 3 5 域 domain 具有特定目的的实体集合 注 物联网概念模型中包含的域有 感知控制域 目标对象域 用户域 运维管控域 资源交换域 服务提供域 GB T 33745 2017 定义 2 2 1 3 6 物联网概念模型 IoT concept model 以域方式描述物联网系统的组成以及域间关系的高度抽象和模型化表现 GB T 33745

8、2017 定义 2 2 2 3 7 物联网系统参考体系结构 IoT system reference architecture 对物联网系统的整体结构 组成部分 不同部分之间的关系描述 GB T 33745 2017 定义 2 2 5 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件 MHIoT 医疗健康物联网 Medical and Healthcare IoT 5 人体感知对象信息融合模型 5 1 概述 医疗健康物联网人体感知信息融合模型是对适应医疗健康物联网特点的信息融合过程的全局抽象 基 于物联网参考体系结构 医疗健康物联网系统由感知控制域 目标对象域 服务提供域 运维管控域 资 源交换域 用户域这

9、六个域组成 如图 1所示 通过将物联网环境下的多源异构感知设备信息和卫生服务 提供域中的支持数据 融合数据进行信息融合处理 从而得出更精确 完整 及时的信息 用于人机交互 界面呈现 智能决策 系统运维管控优化及其他应用 T CHIA 13 2018 3 居 民 标 识 类 信 息 技 术 类 信 息 状 态 类 信 息 测 量 类 信 息 时 间 类 信 息 位 置 类 信 息 其 他 信 息 感 知 设 备 1 级 人 体 感 知 对 象 估 计 3 级 人 体 感 知 对 象 影 响 估 计 执 行 器 电 子 健 康 档 案 数 据 库 医 疗 卫 生 业 务 服 务 知 识 库 医 疗

10、 卫 生 活 动 业 务 规 则 融 合 数 据 库 4 3 5 8 7 支 持 数 据 库 1 3 融 合 过 程 服 务 提 供 外 部 系 统 1 9 1 4 1 7 1 6 1 1 8 2 0 1 5 外 部 数 据 1 2 6 域 实 体 接 口 公 共 卫 生 医 疗 服 务 医 疗 保 障 药 品 管 理 计 划 生 育 综 合 管 理 电 子 病 历 数 据 库 全 员 人 口 数 据 库 0 级 感 知 信 号 预 处 理 0 级 感 知 信 号 预 处 理 4 级 优 化 控 制 管 理 2 1 医 护 卫 生 防 疫 人 员 医 疗 器 械 药 品 其 他 2 级 人 体

11、 感 知 对 象 的 群 体 态 势 估 计 1 1 9 1 0 目 标 对 象 域 感 知 控 制 域 资 源 交 换 域 服 务 提 供 域 运 维 管 控 域 用 户 域 人 机 交 互 网 关 2 图 1 医疗健康物联网信息融合模型 5 2 域内信息融合功能描述 域内信息融合功能描述 见 表 1 表 1 域内信息融合功能 模型构成 功能 描述 用户域 提供人机交互界面 呈现各级融合产品 实现用户对融合处理的干预控制 在医疗卫生领域 主要 指各类基于物联网技术实现的医疗服务及管理的相关业务 感知控制域 提供了参与信息融合的感知信息源 完成 0 级融合 感知信号预处理 在医疗卫生领域 0

12、级融 合主要在智能感知设备或网关中实现 实现对感知对象的 标识类 技术类 状态类 测量类 时间 类和位置类 等相关内容的数据采集 T CHIA 13 2018 4 服务提供域 实现医疗健康物联网人体感知融合模型中的核心融合过程 1级融合 人体感知对象估计 2级融 合 人体感知对象的群体态势估计 和 3级融合 人体感知对象影响估计 在基础服务中 提供 各级融合所需的支持数据库 电子健康档案 电子病历 全员人口数据库 以及外部数据 业务规 则及知识库 在业务服务中实现 1级融合 2级融合和 3级融合 运维管控域 实现信息融合过程中的优化控制管理 可实现融合的人机交互认知精炼 运行监控 应用接入管理

13、 资源配置 法规监督 数据集管理和设备接 入管理 资源交换域 提供支持数据库中外部系统的获取 目标对象域 提供信息融合的目标对象 在医疗健康服务领域 主要目标对象为居民 5 3 五级融合 过程分级 描述 医疗健康物联网人体感知信息融合过程分为 5级 示例参见附录 A 0级融合 感知信号预处理 对各类感知设备采集到的多源感知信息进行信号预处理 信号分选 过程 分配 误差补偿 信号级数据关联和归并等处理 形成规范化数据信息 为 1级融合提供信息输入源 1级融合 人体感知对象估计 对 0级融合输出数据进行时空配准 数据关联等操作 同时关联人体感 知对象的人口 数据库 电子健康档案数据库 电子病历数据

14、库等 及融合数据库中的先验知识 形成以人 体感知对象使用者为索引的关联数据 通过对此对象信息融合可以得出该感知对象的健康状况动态监测数 据及定量分析报告 2级融合 人体感知对象的群体态势估计 通过对监测服务群体的 1级融合输出数据进行分析 结合医 疗 卫生服务中的业务规则 业务服务知识库以及融合数据库中的先验知识 输出监测对象群体的健康质量 相关态势分布数据 必要时辅以图表和文字报告 3级融合 人体感知对象影响估计 根据 2级融合输出的态势分布数据 结合医疗 卫生服务中的 业务规 则 业务知识库 外部医疗 卫生业务应用需求 以及融合数据库中的先验知识 针对感知对象的相关信息 可以提供状况预测

15、如有异常风险 则输出报警信息 4级融合 优化控制管理 结合系统对医疗健康信息融合的需求 对各类感知设备 网关在运行过程 中进行监测 管理与优化 同时也对 0 3级融合过程中的融合算法 运行参数 估计结果等信息进行监测 配置与优化 此外 通过人机交互将一位或多位医疗专家的诊断意见进行融合精炼 产生新的认知 5 4 接口描述 医疗健康物联网人体感知信息融合模型的接口描述见表 2 表 2 接口描述 接口 序号 实体 1 实体 2 接口描述 T CHIA 13 2018 5 1 目标对象 感知设备 各类感知设备通过本接口获得感知对象 病人 医生 护士 技师 医 疗器械 药品 其他 的标识类 技术类 状

16、态类 测量类 时间类和 位置类信息 标识类数据是描述感知设备与感知对象唯一性的属性数据 技术类数据 是描述感知设备在规定的检测条件下得出的技术及性能指标数据 状态 类数据是描述感知设备与感知对象状态类属性数据 测量类数据是描述 测量名称 测量结果和测量单位等测量相关数据 时间类数据是描述感 知设备测量时间 数据 传输时间等时间相关数据 位置类数据是描述感 知设备所在的物理位置和各类相对位置描述 2 感知设备 0 级感知信号预 处理 0 级感知信号预处理融合通过本接口接收各类感知设备的感知信号 3 4 级优化控制管理 感知设备 4 级优化控制管理使用本接口实现对感知设备的配置 如感知设备的资 源

17、配置 网络配置等 感知设备的运行控制 如感知设备的工作状态控 制 工作模式控制等 同时也可以通过本接口获取感知设备的运行状态 如感知设备当前的工作状态 感知设备的异常信息等 4 0 级感知信号预处 理 融合数据库 0 级感知信号预处理通过本接口接收融合数据库的各级融合数据 同时 0 级融合结果可通过本接口传送至融合数据库 5 0 级感知信号预处 理 1 级人体感知对 象估计 1 级人体感知对象估计通过本接口直接接收 0 级人体感知信号预处理的 标识类 技术类 状态类 测量类 时间类和位置类数据的融合结果 6 支持数据库 1 级人体感知对 象估计 1 级人体感知对象估计通过本接口接收支持数据库中

18、的数据 电子健康 档案数据库 电子病历数据库 全员人口数据库等 7 1 级人体感知对象 估计 融合数据库 1 级人体感知对象估计通过本 接口接收融合数据库的各级融合数据 同 时 1 级融合结果可通过本接口传送至融合数据库 8 1 级人体感知对象 估计 2 级人体感知对 象的群体态势估 计 2 级人体感知对象的群体态势估计通过本接口直接接收 1 级人体感知对 象估计的融合结果 9 支持数据库 2 级人体感知对 象的群体态势估 计 2 级人体感知对象的群体态势估计通过本接口接收支持数据库中的数据 医疗卫生活动业务服务知识库 医疗卫生活动业务规则 外部数据 10 2 级人体感知对象 的群体态势估计

19、融合数据库 2 级人体感知对象的群体态势估计通过本 接口接收融合数据库的各级融 合数据 同时 2 级融合数据结果可通过本接口传送至融合数据库 11 2 级人体感知对象 的群体态势估计 3 级人体感知对 象影响估计 3 级人体感知对象影响估计通过本接口直接接收 2 级人体感知对象的群 体态势估计的融合结果 12 支持数据库 3 级人体感知对 象影响估计 3 级人体感知对象关系估计通过本接口接收支持数据库中的数据 医疗 卫生活动业务服务知识库 医疗卫生活动业务规则 外部数据 T CHIA 13 2018 6 13 3 级人体感知对象 影响估计 融合数据库 3 级人体感知对象影响估计通过本接口接收融

20、合数据 库的各级融合数 据 并将融合数据结果通过本接口传送至融合数据库 14 融合过程 服务提供 各级融合处理通过该接口接收服务提供发送的融合资源查询 执行融合 服务等命令 并根据指令要求返回融合资源查询结果和融合服务执行后 提供的融合数据 15 融合过程 4 级优化控制管 理 0 3 级融合过程通过本接口向 4 级优化控制管理传送融合结果 同时 4 级优化控制管理通过本接口实现对融合过程的配置 管理与控制 并对 融合过程进行监控 16 人机交互 融合过程 融合处理通过该接口向人机交互提供业务需要的融合数据 人机交互通 过该接口对融合处理进行干预控制 17 人机交互 服务提供 人机交互通过该接

21、口查询服务提供的融合数据信息 业务服务系统通过 该接口返回查询结果 18 服务提供 执行器 执行器通过该接口接收服务提供对对象的控制命令 19 外部系统 支持数据库 支持数据库的外部数据通过该接口接收通过资源交换域中系统对外接 口获取来的外部数据 20 执行器 目标对象 执行器通过该接口对目标对象发送控制命令 21 4 级优化控制管理 人机交互 优化控制管理向人机交互传送优化控制管理数据 人机交 互输入体现人 的认知能力的信息 同时输出融入人的认知能力的信息 并且可以通过 本接口配置优化控制管理参数 T CHIA 13 2018 7 附录 A 资料性附录 睡眠质量监测服务示例 医疗健康物联网人

22、体感知信息融合过程分为 5 级 以下通过一个具体示例基于物联网共性开放平台的 睡眠质量监测服务 来描述各级信息融合过程 基 础 接 入 平 台 数 据 中 心 1 级 人 体 感 知 对 象 估 计 2 级 人 体 感 知 对 象 的 态 势 估 计 3 级 人 体 感 知 对 象 影 响 估 计 外 部 系 统 服 务 提 供 4 级 优 化 控 制 管 理 医 疗 卫 生 活 动 业 务 规 则 医 疗 卫 生 活 动 服 务 知 识 库 外 部 数 据 电 子 健 康 档 案 数 据 库 电 子 病 历 数 据 库 支 持 数 据 库 物 联 网 共 性 开 放 平 台 服 务 提 供

23、域 资 源 交 换 域 目 标 对 象 域 居 民 阅 读 器 物 联 网 A P 网 关 0 级 感 知 信 号 预 处 理 感 知 设 备 感 知 控 制 域 用 户 域 运 维 控 制 域 人 机 交 互 睡 眠 监 测 应 用 软 件 执 行 器 智 能 床 垫 血 压 计 血 糖 仪 温 湿 度 标 签 噪 音 标 签空 气 质 量 标 签 人 员 标 签 图 A 1 睡眠质量监测服务示例 睡眠是一个复杂的生理和行为过程 对睡眠质量监测分析需要一段时间内连续采集人体的多种体征数 据 并结合周围环境 历史健康数据进行分析处理 本示例使用的感知设备有身份识别标签 环境标签 温 湿度标签

24、空气质量标签 噪音标签 体征采集终端 智能床垫 血压仪 血糖仪等 其中智能床垫可通过非接触方式实时 连续地采集使用者的心率 呼吸率 心率变异性和压力值等参 数 网关设备阅读器和物联网网关 用于接收 分析与处理各类感知终端的数据并上传给物联网共性开放 平台 物联网共性开放平台的基础接入平台 实现各种感知终端的接入 感知数据的统一接收 分析与标准 T CHIA 13 2018 8 转换 并且关联外部数据 形成以对象为索引的关联数据 物联网共性开放平台的数据中心 存储了基础 接入平台的所 有关联数据 以此关联数据为基础 结合各个领域内的专业知识 辅以大数据分析 人工智 能等技术与算法 可提供专业领域的数据分析 信息预测与预警等 T CHIA 13 2018 9 参 考 文 献 1 医疗健康物联网信息标准体系框架研究报告 R 2014 2 何艾玲 汤学军 陈卫平 董方杰 刘丽 基于三维结构模型的医疗健康物联网信息标准体系表编制方法设 计与研究 中国标准化 J 2016 19 127 131 3 健康档案基本数据集编制规范 试行 OL 卫生部关于印发 健康档案基本架构与数据标准 试行 的通知 卫办发 2009 46号 4 赵宗贵等 信息融合概念 方法与应用 M 北京 国防工业出版社 2012 20 41 5 何友等 多传感器信息融合及应用 M 北京 电子工业出版社 2007 48 49