2019年11月，人们听说了中国首例未知的致命疾病病例。现在每个人都知道这种疾病称为COVID-19。显然，这种流行病永远改变了我们所知道的世界。该病毒是危险的，具有极强的传染性。人类对此还不了解。我真的希望能尽快找到治愈这种疾病的方法。
病毒的性质使得很难阻止其传播。在我居住的斯里兰卡，我们面临着与其他国家的人同样的处境。在这里，我想谈一谈程序员如何能够为面对疾病的人们提供所有可能的帮助。
与患者护理有关的风险
一个人即使犯了一个小错误也可能被感染。医生需要定期去感染隔离病房检查病人的生命体征。参观拘留中心后，必须销毁防护服。而所有这些只是看医疗设备屏幕上显示的指示器。卫生当局的代表向我们提出了一项建议，以开发一种用于远程监控患者的系统。有些交钥匙监控解决方案非常昂贵。但是斯里兰卡不是一个富裕的国家。开始工作
因此，我们（我和Keshara）进行了一些研究，发现需要从指示器，床旁监护仪中取出的设备使用通用的HL7协议（健康等级7）来交换医学数据（例如生命指标）。我们花了一些时间研究此协议。他对我们似乎有些陌生。我们以前从未与他合作过。对我们来说，这是一个新的挑战。HL7消息如下所示。HL7包装在该部分中，Message如下所示显示患者的医疗数据。<CR>-这\r是换行符，用于分隔消息。MSH|^~\&|||||||ORU^R01|103|P|2.3.1|<CR>
PID|||14140f00-7bbc-0478-11122d2d02000000||WEERASINGHE^KESHARA||19960714|M|<CR>
PV1||I|^^ICU&1&3232237756&4601&&1|||||||||||||||A|||<CR>
OBR||||Mindray Monitor|||0|<CR>
OBX||NM|52^||189.0||||||F<CR>
OBX||NM|51^||100.0||||||F<CR>
OBX||ST|2301^||2||||||F<CR>
OBX||CE|2302^Blood||0^N||||||F<CR>
OBX||CE|2303^Paced||2^||||||F<CR>
OBX||ST|2308^BedNoStr||BED-001||||||F<CR>
看起来很奇怪吧？在我们看来。它使用Pipehat格式。该符号在此处用于分隔数据段|。我不会谈论太多有关协议本身的内容。互联网上有许多有关此的资料。我们设法找到了很好的库来处理用不同语言编写的HL7消息。我们为什么选择Go？
这是他们写的关于Go的内容：“ Go或Golang是一种静态类型的语言，其语法基于C的语法。但是Go的特征是具有一些附加功能，例如该语言中存在垃圾收集器（如Java），类型的安全工作以及一些用于动态类型。 Go由Google在2007年开发。该语言是由一群高技能的专家创建的。这些是Robert Griesmer，Rob Pike和Ken Thompson。”Go的设计支持多线程代码执行，该语言内置了相应的机制。 Go具有所谓的goroutins和通道，程序员可以通过它们使用它们并快速地开发具有高度并行性的程序。因此，我们决定选择Go。如果我们谈论我们面临的问题，那么我们认为，在解决这一问题时，我们将不得不处理处理各种并行任务的需求。此外，Go可执行文件是静态编译的，从而简化了在医院计算机上程序的安装，从而消除了对依赖关系的需要。我们寻找了很好的库来支持用Go编写的HL7协议，最后我们发现了一个合适的库。它的作者除其他外，撰写了有关HL7的好材料。该库极大地简化了HL7消息的工作。我们为什么选择Vue？
从Vue 文档中，您可以找到以下内容：“ Vue（发音为/vjuː/，类似于view）是用于创建用户界面的渐进框架。与整体框架不同，Vue适合逐步部署。”由于使用了Vue，我们能够轻松创建漂亮的反应式接口。我们选择Vue是因为它是创建界面的强大而便捷的工具。另外，我们使用Vuetify作为UI库。床头监视器
在研究了面向程序员的 Mindray床头监视器手册（医院中有很多此类设备，因此我们选择了它）之后，我们创建了一个用于解码HL7消息的小型原型。该原型能够正确解码消息并将其正确转换为JSON格式。我们使用手册中描述的未经请求的结果界面进行了此操作。Mindray uMec10但是，当我们拥有一台真正的设备可供使用时，它就无法工作。在那之后，我和Keshara开始在Wireshark中分析数据包，试图弄清设备的实际功能。事实证明，该设备未使用此协议。它使用了实时结果界面-制造商不再支持的相当旧的界面。从HL7包中检索消息
这是从设备检索HL7消息的方法。我们使用一个对象来完成此任务bufio.Reader，因为它为开发人员提供了有效的流程处理机制。Reader它使我们能够从TCP连接中高效地读取数据，而不是每次都访问网络层。func (d *Device) ProcessHL7Packet() (hl7.Message, error) {
b, err := d.ReadByte()
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("error reading start byte: %s", err)
}
if b != byte(0x0B) {
return nil, fmt.Errorf("invalid header")
}
payloadWithDelimiter, err := d.ReadBytes(byte(0x1C))
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("error reading payload: %s", err)
}
b, err = d.ReadByte()
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("error reading end byte %s", err)
}
if b != byte(0x0D) {
return nil, fmt.Errorf("invalid message end")
}
payload := payloadWithDelimiter[:len(payloadWithDelimiter)-1]
log.Debugf("Length of payload %d\n", len(payload))
m, _, err := hl7.ParseMessage(payload)
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("error parsing hl7: %s\n", err)
}
return m, err
}
系统架构
系统架构（原始）该系统经过精心设计，从长远来看，它可以可靠地运行。我们精心挑选了最佳工具来解决我们面临的挑战。我们选择PostgreSQL作为DBMS，因为该系统稳定可靠。通过使用HA，可以为监视系统创建可靠的数据存储系统。此外，我们选择的系统支持处理大量输入数据，这对我们来说是一个加分项。将来，我们计划使用TimescaleDB创建一个实时分析系统。因此，PostgreSQL已成为我们的理想选择，因为TimescaleDB可以安装在PostgreSQL之上。我们根据系统管理注意事项拆分了Health 24 API和Health 24网关。创建网关时，我们力求紧凑和可靠性。由于使用了Golang，解决此问题变得轻松而愉快。进入现实世界
床头监视器通过广播UDP消息报告其存在。我们需要捕获并处理这些数据包以从中提取数据，这是组织访问设备所必需的。使用Go，我们创建了一个单独的服务，该服务旨在检测广播UDP传输并在系统中注册新设备。我们工作的下一步是将设备连接到网关。我们在Go上创建了另一个服务，该服务旨在支持相应的TCP连接。设备发现由于网关需要作为客户端连接到设备，因此我们必须协调和断开设备连接。另外，必须在网关上监视每个监视器的状态。通过使用Go通道，我们可以轻松地将相关数据存储在PostgreSQL数据库中以供以后分析。通过通道，您可以组织goroutine之间的便捷交互。使用它们非常方便。我对 Kache项目的经验，这是一个Redis兼容的基于内存的数据库，对我解决工作过程中遇到的各种困难非常有用。实时输出生命体征
在开发项目的服务器部分时，我们还处理了其客户端部分。它是为医生准备的，旨在演示从床头监护仪读取的数据。前端主要由Keshara占用。结果，在短短三天内就创建了一个非常好的系统界面。使用Vuetify，我们创建了一个界面布局，看起来像床头监视器的界面。为了管理应用程序的状态，我们使用了Vuex并开发了一种警报服务，该服务考虑了任务的优先级，用于在发生危险情况时通知医院工作人员。我们使用Socket.io将API和前端结合在一起，这使我们能够创建有效的通信渠道，并通过该渠道实时传输数据。我要再次感谢Keshara在前端方面所做的出色工作。实时仪表板系统部署
床头监视器将大量数据发送到网络。我们决定为设备使用单独的VLAN，为API使用另一个VLAN。其目的是在不造成医院网络拥塞的情况下实现可靠的流量处理。此外，我们的大学教授Asitha Bandaranaike博士和Sunet Namal Karunaratna也为我们提供了帮助。由于他们的支持，我们得以建立可靠的网络。接下来，我们在服务器上启动了Ubuntu 18.04，并开始部署系统。Keshara在这方面做了很多工作，冒着在医院感染COVID-19的风险。Keshara正在医院中部署系统系统在生产中的结论
这是显示如何使用系统的视频。Wikramasinghe博士对系统进行了测试我们应卫生当局代表的要求创建了上述计划综合体。该项目不是商业性的。即使考虑到该系统在医院中的存在，我们也强烈建议医生拜访患者并亲自检查其生命体征。由于此复合体发展很快，因此在大流行中，我们发布了该复合体，仅为其配备了最重要的功能：监视能力。此外，我们在测试过程中使用许多设备进行了冗长的测试。到现在为止，他已经证明自己很出色。这并不表示我们已经创建了无法改进的系统。我们一直在努力改进它并纠正错误，以实现系统的高度稳定性。因此，我们必须警告医生，他们应谨慎使用此系统。摘要
处于与病毒斗争之首的医务工作者无需休息即可工作。我们必须为他们提供所有可能的帮助。我们是计算机技术的学生，我们竭尽所能为他们提供支持。病人状况的远程监控系统可以解决一些问题而无需直接与病人接触，这意味着它可以帮助医生更有效，更安全地完成工作。我们感谢开发了出色的开源工具和库的每个人，没有这些工具和库，注定我们的项目注定会失败。使用Golang的决定是一个绝妙的主意。使用这种语言使我们能够在短短几天内创建一个非常稳定的系统。Vue也可以这样说。由于有了这个框架，我们能够非常快速地创建高质量和用户友好的界面。我们在一起可以击败COVID-19。亲爱的读者们！您将如何构建类似于本文所述的系统？