原创 树莓派也能用于心脏病数据安全管理!

2024-4-26 14:35 235 3 3 分类: 医疗电子

树莓派(Raspberry Pi)是 EKORA 用于病人数据安全管理的用户友好型系统的核心。



为心脏起搏器和除颤器患者提供的纸质记录效率低下,给有效护理带来了障碍。两位英国国家医疗服务系统(NHS)的心脏病专家建立了 EKORA,以提供一个既能保密又能节省临床医生时间的简化系统。


解决方案Raspberry Pi Zero W
企业规模中小型企业
行业  医疗保健

临床信息技术公司(Clinical IT)由两位英国国家医疗服务系统(NHS)心脏病专家创立,旨在帮助生理学家和心脏病专家,其使命是改变心脏病部门和病人护理。公司创始人艾伦-罗伯逊(Alan Robertson)博士和道吉-埃尔德(Dougie Elder)博士在英国国家医疗服务系统(NHS)医院工作期间积累了数十年的病人护理经验,他们深知病人记录的实际管理确实存在问题,而且缺乏令人满意的安全方法来安全地从起搏器程序员处传输数据。他们创办了临床信息技术公司(Clinical IT),致力于满足高效数据管理的需求,同时降低成本,加快对文件柜中成千上万份病历的访问速度。

挑战


生理学家拥有庞大的病人名单,他们需要轻松评估来自心脏起搏器和其他个人医疗设备的数据,以便确定每个病人的状况如何,并对其护理做出必要的调整。目前,这些数据通常是通过集成在专用加固笔记本电脑中的热敏打印机以连续小纸片的形式输出。英国国家医疗服务系统(NHS)的安全协议不允许更直接地访问和存储这些数据,这导致传统的纸质记录仍然保留并存储在专用保险室的文件柜中,以遵守患者保密要求。仅英国国家医疗服务系统洛锡安地区就有 7,000 名心脏病患者,纸质记录的保存和专科医生费力的记录工作都非常耗时。纸质记录还很容易导致误差,而且由此产生的存储要求占用了医院的大量空间。

此外,患者可能安装的心脏起搏器和除颤器至少有四家制造商生产,因此没有单一的解决方案可以方便地使用单一品牌的传感器读取器获取电子数据。不过,可以将详细信息下载到 U 盘中,以便离线访问。遗憾的是,U 盘存在众所周知的安全隐患,因此医院的 IT 系统因担心病毒和机密数据泄露而禁止使用。

大约十年前,Ninewells医院的心脏病顾问艾伦-罗伯逊(Alan Robertson)博士一直在努力解决这些问题,并与一位同为心脏病专家的同事进行了交谈。"对没有一个能帮助我们妥善照顾病人的 IT 解决方案,我们已经受够了,所以我们决定自己想办法"。

艾伦解释说,有些人之所以安装除颤器,是因为他们的心脏有时需要强烈的电击来恢复正常节律。"在这种情况下,你希望存储所发生的一切,因为它可以真实地显示发作时的心律以及治疗是否恰当。这是你不想丢失的东西。因此,我们最终拥有了装满[纸质记录]的文件柜"。



罗伯逊博士知道,传统硬件是另一个需要克服的问题,因为有大量非联网设备也保存着他需要读取的重要数据。"我们遇到的一个痛点和问题是,当病人安装了心脏起搏器,他们来医院复诊时,尽管那里有无线连接,但由于安全原因,信息无法访问。他们想把信息下载到专用笔记本电脑上的程序中,而你需要一种方法来从中获取信息。你可以用 U 盘获取这些信息,但在医院里,由于国家医疗服务系统的安全原因,你不能使用普通的 U 盘。我们的困难在于如何将这些信息传递出去。

面对不断扩大的病人名单,当艾伦发现 USB On-The-Go 可以以类似于闪存盘的方式使用时,他感到非常高兴,并很快意识到 Raspberry Pi 有可能提供一个可行的解决方案。


为什么选择 Raspberry Pi ?


罗伯逊博士研究树莓派已有一段时间,他意识到树莓派可以发挥作用,尤其是它可以使用 USB On-The-Go 模拟闪存盘。于是,他为 Raspberry Pi Zero W 编写了代码,"让它假装是一个闪存驱动器";当它插入经过特殊编程的心脏起搏器的阅读器笔记本电脑时,它就能访问相关信息,而这些信息仍然是加密的。

艾伦在谈到 EKORA 解决方案时说:"你可以将所有信息以加密的形式保存,然后通过网络发送回核心系统,由核心系统进行处理。这就解决了将信息从独立设备传送到网络系统的问题。"

艾伦解释说,起搏器编程器实际上是加固型笔记本电脑,运行制造商提供的定制软件。"多亏了 Raspberry Pi Zero W,我们才获得了一个小巧、低功耗的解决方案,其中包括 USB OTG 功能,完全符合我们的要求"。艾伦在 KiCAD 中设计了用于触摸控制的定制印刷电路板,其中一个重要因素是塑料外壳的坚固性以及可以擦拭以减少感染,同时 "充分利用 Raspberry Pi 的 GPIO 功能(I2C 和 SPI)"将 OLED 屏幕反馈给用户。

他说,社区提供的支持水平以及在 Raspberry Pi OS Lite 这样设计精良的操作系统上运行,在开发过程中起到了至关重要的作用。


解决方案


与以患者为中心的数据读取设备(用于血糖监测的 Libre 和 Dexcom;用于卡路里摄入量的 Noom;用于胆固醇、心率和其他指标的其他设备)相比,EKORA 是专为医疗保健专业人员访问和读取数据而设计的。这些专家可以安全地访问病人的信息,其他人则无法访问。

EKORA 设备的代码是根据使用该设备的生理学家的反馈意见开发和反复修改的。他们不需要具备专业的计算机知识就能操作:一旦内部的 Raspberry Pi Zero W 启动,设备就会显示为一个连接到起搏器程序员笔记本电脑的闪存驱动器。然后,他们就可以将数据保存到其中,数据会自动加密并通过网络安全地发送到 EKORA 服务器。



艾伦亲自负责 EKORA 盒子的设计,指定了定制电路板,并与一家英国公司 Custom Design Technologies 合作,用 "特别坚固的塑料 "制作了一个盒子,"因为在医院环境中,普通的 3D 打印塑料无法满足要求"。将病原体的风险降至最低也很重要,因此用户信息屏幕采用了表面可擦拭的坚固触摸屏,而不是物理按键。

临床信息技术公司在过去六年中逐渐发展了 EKORA,改进并完善了基于 Raspberry Pi Zero W 的设备。目前,他们正在 "向使用 EKORA 的其他医院和场所投入资金,并努力发展业务,以继续改善对心脏病患者的护理"。


成果


2016 年,该系统在罗伯逊医生工作的Ninewells医院进行了试用和推广,现在艾尔和爱丁堡的医院也在使用该系统。在新冠疫情期间,EKORA 整体病人数据方法真正证明了自己的价值。事实上,艾伦说更广泛的目的是能够安全地从五大起搏器制造商生产的设备及其不同的网站上获取信息,并将其整合到一个地方。树莓派(Raspberry Pi)所帮助的方面是病人到医院进行检查时的 "这个重要的、面对面的环节"。

以前的纸质系统有可能导致紧急后续预约被忽视,也不容易分享各种病例的经验教训。而现在,安全保密的 EKORA 系统提供了一个中央管理系统,可以设置为标记紧急随访病例,并自动为每位患者安排复查会议。这简化了心脏病治疗,加快了数据下载速度,实现了读数自动化,并安全地存储了记录,同时也让生理学家腾出时间看更多的病人。来自心脏病学程序员的 Raspberry Pi USB On-The-Go 安全数据下载是此设置的关键。

除了苏格兰的医院外,Clinical IT 还在与英国其他地方的一些 NHS 信托机构以及芬兰和瑞典的医疗服务机构进行讨论,并且他们还着眼于向更远的地方扩张。“在某个时候,我想我们医院里的所有程序员都将开始使用无线技术。一些公司已经拥有基于平板电脑的设备,但有趣的是,许多医院不喜欢无线设备;他们希望将其放在物理有线网络上。” 这为 EKORA 提供了一个新的商业角度,因为它本质上是无线设备和有线网络之间的安全桥梁。无线编程器的发展可能会使上传器单元变得多余,但事实似乎恰恰相反。艾伦说:"这略带讽刺意味,但在未来的许多年里,它似乎仍有用武之地"。

作者: 树莓派开发者, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4034091.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

文章评论0条评论)

登录后参与讨论
EE直播间
更多
我要评论
0
3
关闭 站长推荐上一条 /6 下一条