T/SZIOT 025-2025 生理信号数据交换技术规范

以下是《生理信号数据交换技术规范》（T/SZIOT 025-2025）的详细内容总结：

​​一、核心目标​​

规定生理信号数据的​​通用数据格式（GDF）​​、​​传输流程​​及​​加密要求​​，实现流式/静态数据的统一存储、传输与安全交换，覆盖医疗监测、AI训练、人机交互等场景。

​​二、适用范围​​

1. ​​数据类型​​：脑电（EEG）、心电（ECG）、肌电（EMG）、呼吸、血压、血糖、体温、治疗干预（如深部脑刺激）等生物信号。
2. ​​场景分类​​：
   • ​​流式传输​​（如远程心电监护）
   • ​​AI应用​​（如多中心联合训练癫痫识别模型）
   • ​​双向人机交互​​（如闭环式脑刺激系统）

​​三、通用数据格式（GDF）​​

​​1. 文件结构​​

​​2. 场景元（Header）​​

• ​​必选字段​​：
  • Version（版本）、PatientID（患者标识）、StartTime（起始时间）
  • IsEncrypted（是否加密）、ReaderVersion（阅读器最低版本）
• ​​可选字段​​：
  • GatewayID（网关标识）、EncryptionAlgo（加密算法版本）、EncryptionCert（证书索引）

​​3. 信号元（SignalMeta）​​

• ​​核心定义​​：
  • SignalID（信号标识）、DeviceType（设备类型）、SignalDirection（流向：采集0/刺激1）
  • DataType（数据格式：INT8~INT64、FLOAT）、SampleRate（采样率）
  • PhysiMin/Max（物理量程）、DigiMin/Max（数字量程）
  • FECMode（前向纠错方法：CRC-16/32等）
• ​​示例​​：
  • 脑电信号：SignalLabel="EEG Fpz-Cz", PhysiDim="uV", Prefiltering="HP:0.1Hz, LP:75Hz"

​​4. 数据区（DataSection）​​

• ​​字段结构​​：
  • SignalID（关联信号元）、NumSampleDR（样本数）、SeqSampleDR（样本序号）
  • Data（二进制数据）、Label（标签，如睡眠分期["Wake","N1"]）
  • FEC（校验值，按信号元的FECMode计算）
• ​​分段规则​​：
  • NumSampleDR=0表示信号结束；SeqSampleDR需连续递增（如0→100→200）。

​​四、数据传输​​

​​1. 流程​​

graph LR  
A[密钥交换] --> B[发送场景元] --> C[发送信号元] --> D[发送数据段] --> E{结束？} --否--> C  

• ​​密钥交换​​：仅当IsEncrypted=1时触发，通过证书公钥加密传输密钥。
• ​​信号元可动态更新​​：相同SignalID的新定义会覆盖旧值。

​​2. 接口规范​​

​​五、数据加密​​

​​1. 要求​​

• 加解密由​​GDF阅读器/编辑器​​内嵌实现，支持密钥生命周期管理（硬件安全模块保护）。
• 通过ReaderVersion协商算法，EncryptionCert索引证书。

​​2. 算法标准​​

​​六、关键创新点​​

1. ​​统一流式与静态数据​​：通过GDF格式兼容实时传输与离线存储。
2. ​​支持AI场景​​：允许自定义标签（如DataLabel）、模型参数（AIModel）的标准化交换。
3. ​​双向交互控制​​：
   • 用PriorityID标识指令优先级，SignalDirection区分刺激/采集信号。
   • 时间同步协议确保刺激-反馈数据对齐。
4. ​​安全机制​​：
   • 加密算法可扩展（AES/SM系列）
   • 数据完整性校验（FEC）
   • 水印注入（IsSigned字段）

​​七、附录与引用​​

• ​​规范性引用​​：包括GB/T国标、ISO/IEC国际标准（如SM系列密码算法）。
• ​​参考文献​​：涵盖HTTP协议、JSON格式、EDF+生理数据规范等。

该标准通过结构化数据定义、标准化传输接口及分级安全策略，为多源生理信号的互联互通与医疗AI应用提供了技术基础，尤其注重国产密码体系与国际标准的兼容性。