移動醫(yī)療終端通訊系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

【作 者】季磊，郭旭，施華宇

解放軍總醫(yī)院計算機應(yīng)用與管理科，北京市，100853

0 引言

移動醫(yī)療終端是我們IT部門對我院下一代手持設(shè)備的命名，主要為了解決臨床以及相關(guān)業(yè)務(wù)的移動辦公需求。醫(yī)院對移動設(shè)備的需求是多樣性的，比如醫(yī)生需要一種屏幕較大的手持設(shè)備來獲取病歷等相關(guān)信息以方便查房，同樣的設(shè)備也能滿足護士長的交班查房工作；護士需要一種微（?。┬突脑O(shè)備進行臨床醫(yī)囑的確認[1]，也可能需要一種屏幕稍大的設(shè)備在換藥室進行藥品的配置查對；藥師需要一種手持設(shè)備方便藥品物資的信息采集；對于管理部門來說手持設(shè)備的用處也很多，比如院長關(guān)心的醫(yī)療動態(tài)信息，醫(yī)德醫(yī)風評價等等。

上述系統(tǒng)都是針對某一項具體業(yè)務(wù)的，而業(yè)務(wù)之外需要一個即時通信系統(tǒng)[2-4]。我們希望利用院區(qū)內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)短消息、語音的傳送，成為醫(yī)務(wù)人員之間溝通的輔助通信工具。例如，病房或診室里的醫(yī)生可以隨時與院區(qū)內(nèi)其他位置的醫(yī)護人員聯(lián)系，通過視頻、音頻、文字進行溝通。同時我們認為利用移動醫(yī)療終端可以進行數(shù)字、圖像、語音的綜合傳輸，為遠程醫(yī)療應(yīng)用提供另一個發(fā)展空間。

本文就如何實現(xiàn)這樣一個通信系統(tǒng)進行了闡述。首先，說明我們的基本需求；然后，介紹了我們自主設(shè)計的通訊規(guī)范，具體分析了幾個通信流程，簡要介紹了關(guān)鍵技術(shù)；最后，給出了我們的下一步目標。

1 基礎(chǔ)環(huán)境和需求

我院的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比較好，基本實現(xiàn)了醫(yī)療區(qū)域內(nèi)部的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在此基礎(chǔ)上已經(jīng)構(gòu)建了許多基于無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。由于信息保密的要求，醫(yī)療辦公數(shù)據(jù)要與互聯(lián)網(wǎng)隔絕，因此我們定制的移動醫(yī)療終端設(shè)備刪除了手機通訊模塊，只保留Wifi模塊，通過院區(qū)內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換。

對于手持終端的功能需求，我們總結(jié)出了如下基本條目。

(1)通訊錄

顯示和存儲用戶姓名、性別、所在部門；用戶按照部、科室進行組織；可設(shè)定特定用戶是否出現(xiàn)在其他用戶的通訊錄中；提供用戶管理程序，能夠管理用戶的組織結(jié)構(gòu)。

(2)用戶狀態(tài)

終端狀態(tài)分為兩種：在線和離線；系統(tǒng)開機則進入在線狀態(tài)，關(guān)機則進入離線狀態(tài)。

(3)短消息

向通訊錄中的用戶發(fā)送文字和簡單符號消息；接收方能夠在線接收消息；如果接收方離線，上線后能夠收到此消息；能夠群發(fā)消息；消息內(nèi)容最大長度500個字；后臺保留短消息發(fā)送記錄，提供后臺查詢功能。

(4)音視頻通話

向通訊錄中的單個用戶發(fā)起通話請求；能夠進行音頻通話；能夠進行視頻通話；發(fā)起方能得知接收方的占線狀態(tài)。

(5)文件傳送

向通訊錄中的單個用戶發(fā)起文件傳送請求；能夠選擇本機文件，包括文本、圖片、音視頻文件；能夠?qū)⑽募凑赵诰€、離線兩種方式發(fā)送；在線發(fā)送，等待接收方接收，一定時間未接收則提示斷開；離線發(fā)送，在接收方上線后通知接收；后臺不存儲在線文件，離線文件保留7天。

2 通訊基本流程

針對上述的功能需求，我們認為關(guān)鍵和難點在短消息和通話流程方面。我們設(shè)計的基本流程大致步驟如下：

(1)開機

終端從服務(wù)器更新通訊錄，開啟終端定時同步服務(wù)。

(2)同步

終端的獨立后臺服務(wù)，為短消息、通話提供支持。主要工作是定時向服務(wù)器發(fā)送同步消息，匯報IP地址、通話狀態(tài)，并獲取未接收的短消息和通話記錄信息。

圖1 短消息接收流程圖Fig.1 Receiving flowchart of messages

(3)短消息

采用服務(wù)器存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制，所有短消息都在服務(wù)器存儲：發(fā)送終端向服務(wù)器發(fā)送短消息，服務(wù)器解析并存儲，同時為每個接收者創(chuàng)建接收記錄，并置狀態(tài)為未轉(zhuǎn)發(fā)。如果在這個過程中失敗，則返回發(fā)送端失敗報告。接收終端同步時檢索并接收此短消息，并置狀態(tài)為已轉(zhuǎn)發(fā)。圖1說明了短消息接收過程。

(4)通話

分為兩個部分:正常流程和例外處理。

正常流程：

· 發(fā)起通話。發(fā)起端向服務(wù)器發(fā)送連接請求，服務(wù)器在內(nèi)存新建一條通話記錄，狀態(tài)設(shè)置為“請求”。

· 應(yīng)答。接收端同步時獲取此通話記錄狀態(tài)，先將通話記錄狀態(tài)設(shè)置為“應(yīng)答”，然后開啟監(jiān)聽服務(wù)。

· 建立通話。發(fā)送端同步時獲取此通話記錄狀態(tài)，與接收端開啟通話。

· 同步通話。通話中的發(fā)送端和接收端在同步時都會向服務(wù)器匯報狀態(tài)為“通話中”。

· 結(jié)束通話。通話結(jié)束后，發(fā)送端告知服務(wù)器，服務(wù)器將內(nèi)存通話記錄狀態(tài)設(shè)置為“結(jié)束”，同時保存到數(shù)據(jù)庫并清出內(nèi)存。

例外處理：

· 接收方無應(yīng)答。發(fā)起通話中發(fā)起端開啟請求計數(shù)器，每次同步累加請求計數(shù)，超出限制則認為通話失敗。

· 接收方占線。發(fā)起通話中服務(wù)器查詢通話記錄，如果發(fā)現(xiàn)接收端“通話中”，則返回占線。

· 通話時掉線。通話中的發(fā)送端和接收端在同步時都會向服務(wù)器匯報狀態(tài)為“通話中”，服務(wù)器更新相關(guān)通話記錄中的時刻，稱為“最后通話時刻”。

服務(wù)器設(shè)置通話監(jiān)控服務(wù)，定時處理未正常結(jié)束的通話記錄：如果最后通話時刻長時間未更新則認為掉線，服務(wù)器存儲通話記錄到數(shù)據(jù)庫并清出內(nèi)存。

3 通訊規(guī)范

為了方便終端和服務(wù)器的交互，我們自定義了一套通信協(xié)議，規(guī)定了上述各個步驟的數(shù)據(jù)交互標準。終端和服務(wù)器采用Web服務(wù)方式進行交互，以xml文檔作為消息報文。

(1)報文頭部

每個報文以都有固定的頭部，請求報文由終端主動發(fā)往服務(wù)端,格式為＜mmt＞＜code＞＜/code＞＜/mmt＞，其中mmt是根節(jié)點元素，code表明了消息代碼。

每個請求報文對應(yīng)一個響應(yīng)報文，格式為＜svr＞＜code＞＜/code＞＜result＞＜/result＞＜errormsg＞＜/errormsg＞＜/svr＞，其中svr是根節(jié)點元素，code對應(yīng)請求報文，result和errormsg分別描述了結(jié)果和失敗詳細信息。

我們使用五種報文來完成上述通訊業(yè)務(wù)，分別是終端開機、終端同步、發(fā)送短消息、發(fā)起通話和結(jié)束通話。每個業(yè)務(wù)都包含一對請求和響應(yīng)報文，通過消息代碼表明業(yè)務(wù)類型，然后加入各自的特殊元素。下面對其中的同步報文作舉例說明。

(2)同步報文

同步過程是我們的系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，短消息的接收、通話的建立都由同步過程來完成。具體的工作包括：匯報終端地址和終端通話狀態(tài)；獲取通話記錄狀態(tài)；獲取未轉(zhuǎn)發(fā)短消息。服務(wù)器除了返回短消息之外，還要根據(jù)終端的狀態(tài)為請求通話的雙方作通話連接的準備，或者記錄最后通話時間。以下是報文格式。

4 實現(xiàn)方法

服務(wù)器端我們使用.net作為開發(fā)平臺，以Web服務(wù)形式與終端交換數(shù)據(jù)。后臺采用Oracle作為存儲，內(nèi)容包括終端信息、終端通訊錄、短消息記錄和通話記錄。

客戶端應(yīng)用構(gòu)建在Android[5]平臺之上，使用java開發(fā)語言。后臺采用SQLite[6]存儲，內(nèi)容包括聯(lián)系人、短消息記錄和通話記錄，數(shù)據(jù)均來自服務(wù)器端。

5 結(jié)束語

即時通信是我們?yōu)橐苿俞t(yī)療終端開發(fā)的一個獨立功能，它與醫(yī)院業(yè)務(wù)沒有直接的關(guān)系，主要目的是方便溝通并且做到信息保密。我們系統(tǒng)的特點是自主設(shè)計了一套通信規(guī)范，形成了一套通信協(xié)議，比較好地解決了通訊效率、終端運算能力等問題。

系統(tǒng)目前還處于開發(fā)當中，已經(jīng)實現(xiàn)了服務(wù)器、手持終端的大部分功能。后續(xù)還要加入PC終端，并且進行一定用戶量的測試，最終達到一千個終端同時在線使用的目標。

[1]季磊,薛萬國.網(wǎng)絡(luò)模式下醫(yī)囑閉環(huán)管理應(yīng)用模式探索[J].中國數(shù)字醫(yī)學.2011,6(10): 74-76.

[2]羅偉.基于Android平臺的即時通訊系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].長沙:湖南師范大學,2009

[3]陳武.基于XMPP的企業(yè)級即時通信系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].武漢:武漢理工大學,2009

[4]馬志強.基于Android平臺即時通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京:北京交通大學,2009

[5]蓋索林.Google Adnroid開發(fā)入門指南[M].北京: 人們郵電出版社,2009

[6]About SQLite[EB/OL].http://www.sqlite.org/about.html,2012-8-3