社區(qū)健康物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

（福建中醫(yī)藥大學(xué) 管理學(xué)院， 福州 350122）

[摘 要] 為了使社區(qū)居民享受高效、便捷的社區(qū)醫(yī)療服務(wù)，進(jìn)行了社區(qū)健康物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，該研究根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，同時(shí)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提出分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用層的體系架構(gòu)，其中對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用層的各模塊，具體包括社區(qū)居民信息管理模塊、社區(qū)健康信息管理模塊、專家咨詢會(huì)診和系統(tǒng)管理模塊進(jìn)行了介紹。研究發(fā)現(xiàn)建設(shè)社區(qū)健康物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)可以為居民提供健康監(jiān)護(hù)和高質(zhì)量的健康服務(wù)，使醫(yī)療資源能夠合理配置，能夠減少衛(wèi)生資源的浪費(fèi)，改善國(guó)家健康產(chǎn)出。

[關(guān)鍵詞] 社區(qū)健康；物聯(lián)網(wǎng)；信息服務(wù)系統(tǒng)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 082

[中圖分類號(hào)] TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2017）07- 0186- 03

0 引 言

目前公眾越來(lái)越關(guān)注自身的健康狀況，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速普及，公眾對(duì)社區(qū)健康服務(wù)信息化的要求日益強(qiáng)烈。他們渴望擁有一個(gè)能幫他們了解自身的健康狀況和健康信息并提供健康服務(wù)的平臺(tái)，為健康保駕護(hù)航。對(duì)于社區(qū)衛(wèi)生工作者而言，他們也需要擁有一個(gè)能為他們提供高效、便捷的健康信息管理的平臺(tái)，提高自身專業(yè)水平、服務(wù)水平以及管理水平[1]。2015年3月國(guó)務(wù)院發(fā)布的《全國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系規(guī)劃綱要（2015—2020年）》中提到：“積極應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、可穿戴設(shè)備等新技術(shù)，推動(dòng)惠及全民的健康信息服務(wù)和智慧醫(yī)療服務(wù)，推動(dòng)健康大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，逐步轉(zhuǎn)變服務(wù)模式，提高服務(wù)能力和管理水平[2]。”建設(shè)社區(qū)健康物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)平臺(tái)是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，可以提高公眾的健康信息素養(yǎng)水平，能夠促進(jìn)公眾對(duì)疾病的預(yù)防和控制，能夠提高公眾對(duì)自我健康管理能力，能夠減少衛(wèi)生資源的浪費(fèi)，改善國(guó)家健康產(chǎn)出。

物聯(lián)網(wǎng)的概念最初來(lái)源于1999年由美國(guó)麻省理工學(xué)院提出的網(wǎng)絡(luò)無(wú)線射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification縮寫為 RFID）系統(tǒng)——把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理[3]。物聯(lián)網(wǎng)是拓展的互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)信息傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物品或環(huán)境進(jìn)行跟蹤、監(jiān)測(cè)、控制、定位與識(shí)別的一種可擴(kuò)展式系統(tǒng)[4]，物聯(lián)網(wǎng)被稱為“互聯(lián)網(wǎng)的最后一公里技術(shù)”。沃爾瑪2003年就開(kāi)始大規(guī)模采用RFID技術(shù)，成為目前倉(cāng)儲(chǔ)物流信息化水平全球排名第一的企業(yè)[5]。目前，物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域、物流領(lǐng)域、交通領(lǐng)域，但是在健康領(lǐng)域研究的不多。健康物聯(lián)網(wǎng)是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于健康領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息化與健康的融合。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將改變傳統(tǒng)健康服務(wù)模式，確立用戶在健康服務(wù)中的核心地位。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析

本文研究的社區(qū)健康物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)的主要目的是從社區(qū)居民健康出發(fā)，主動(dòng)向居民提供健康信息服務(wù)，以及時(shí)預(yù)防為主，利用物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，將信息采集終端遍布社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、社區(qū)家庭，進(jìn)一步形成全國(guó)性的龐大數(shù)字化健康服務(wù)預(yù)防體系，為全國(guó)人民健康保駕護(hù)航。系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求為：①為社區(qū)居民建立電子健康檔案。②通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備，實(shí)時(shí)采集居民健康數(shù)據(jù)，與居民電子健康檔案統(tǒng)一存儲(chǔ)，對(duì)社區(qū)居民健康狀況進(jìn)行連續(xù)跟蹤與管理。③為居民提供健康測(cè)評(píng)，并且提供個(gè)性化健康建議。④提供健康保健知識(shí)，包括疾病預(yù)防、治療、康復(fù)、保健、調(diào)理知識(shí)等。⑤提供預(yù)約掛號(hào)、遠(yuǎn)程專家咨詢會(huì)診。

2 社區(qū)健康物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 業(yè)務(wù)活動(dòng)的設(shè)計(jì)

通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求分析可以得出系統(tǒng)運(yùn)行的主要信息有：居民基本信息、居民健康檔案、居民物聯(lián)網(wǎng)跟蹤健康信息、健康信息（包括疾病預(yù)防、治療、康復(fù)、保健信息）等。主要活動(dòng)有：通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)健康檢測(cè)裝置（體溫計(jì)、血壓計(jì)、血糖儀等），檢測(cè)人體的生理信號(hào)，得到各個(gè)生理參數(shù)值，并將收集到的參數(shù)值傳輸?shù)缴鐓^(qū)中心[6]。社區(qū)中心根據(jù)收集到的社區(qū)居民健康信息，對(duì)健康狀況進(jìn)行健康評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)并實(shí)施健康干預(yù)措施。如果身體健康，則提供健康保健信息；如果存在疾病風(fēng)險(xiǎn)，則提供健康預(yù)防信息；如果身體患病，則提供相關(guān)的治療和康復(fù)信息；如果病情緊急，則一方面立即通知社區(qū)醫(yī)護(hù)中心進(jìn)行指導(dǎo)治療，另一方面立即通知急救中心、本人和家屬盡快送病人就醫(yī)。針對(duì)居民病情提供網(wǎng)上預(yù)約和專家咨詢服務(wù)。同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行的信息由相應(yīng)模塊進(jìn)行保存，主要活動(dòng)由各功能模塊進(jìn)行完成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息資源的傳輸、交互和共享。

2.2 系統(tǒng)體系架構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的社區(qū)居民健康物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng) （見(jiàn)圖1）主要包括3個(gè)層次，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。

2.2.1 感知層

作為該系統(tǒng)最底層的感知層，涵蓋了傳感器、健康數(shù)據(jù)采集器和智能監(jiān)測(cè)終端，對(duì)人體基本生理參數(shù)（12導(dǎo)聯(lián)ECG、血壓、血糖、血氧、心率等）進(jìn)行采集和監(jiān)控[7]。醫(yī)療傳感器設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)與普通傳感器設(shè)備類似，傳感設(shè)備包括RFID讀寫器與標(biāo)簽、二維碼識(shí)讀器與標(biāo)簽、傳感器網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)、M2M終端等。RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換[8]。為了方便攜帶和使用舒適，醫(yī)療傳感器設(shè)備在外形、能耗和體積等方面進(jìn)行優(yōu)化，便于長(zhǎng)時(shí)間穿戴和和使用。利用傳感設(shè)備、數(shù)據(jù)采集器和智能監(jiān)測(cè)終端可隨時(shí)隨地對(duì)人體健康信息進(jìn)行采集和獲取。將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)控制器進(jìn)行合并處理，以串口方式形成同路的輸出數(shù)據(jù)。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層一方面臨時(shí)存儲(chǔ)感知層終端設(shè)備采集的健康數(shù)據(jù)和控制信息，并將這些信息按照通用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式，進(jìn)行接收和分析數(shù)據(jù)；另一方面可通過(guò)短程網(wǎng)絡(luò)的 Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee，或者遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的 GPRS、3G/4G [9]，將這些數(shù)據(jù)傳輸給應(yīng)用層。本系統(tǒng)由于面向社區(qū)，區(qū)域較小，因而主要采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)。ZigBee是基于IEEE802.15.4，具有低功耗、低成本、網(wǎng)絡(luò)容量大、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，并且其通訊距離可從幾米到幾公里范圍進(jìn)行自由擴(kuò)展，同時(shí)采用自組網(wǎng)方式進(jìn)行通訊，廣泛用于家居智能、醫(yī)療智能、傳感控制和工業(yè)控制等領(lǐng)域。

2.2.3 系統(tǒng)應(yīng)用層設(shè)計(jì)

社區(qū)健康物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)的最高層為應(yīng)用層，該層向用戶提供軟件應(yīng)用服務(wù)以及用戶交互接口等。系統(tǒng)應(yīng)用層具體劃分為以下幾個(gè)大模塊：社區(qū)居民信息管理模塊、社區(qū)健康信息管理模塊、專家咨詢會(huì)診和系統(tǒng)管理模塊[10]。

3 系統(tǒng)應(yīng)用層具體設(shè)計(jì)

3.1 社區(qū)居民信息管理模塊

社區(qū)居民信息管理模塊主要是對(duì)社區(qū)居民的歷史健康檔案和物聯(lián)網(wǎng)采集的實(shí)時(shí)健康信息進(jìn)行管理，包括收集和整理居民歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)居民健康信息運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)發(fā)現(xiàn)居民健康信息的發(fā)展變化規(guī)律，并通過(guò)實(shí)時(shí)專家系統(tǒng)監(jiān)測(cè)潛在異常情況的居民健康數(shù)據(jù)，給出及時(shí)的健康預(yù)警和建議，使疾病危險(xiǎn)降到最低，保障居民健康。如果發(fā)現(xiàn)居民的健康體征數(shù)據(jù)產(chǎn)生危險(xiǎn)情況，將立即向急救中心、社區(qū)醫(yī)護(hù)中心和家屬發(fā)出報(bào)警信號(hào)，為病人搶救爭(zhēng)取寶貴時(shí)間，竭盡全力挽救病人生命。

3.2 社區(qū)健康信息管理模塊

社區(qū)健康信息管理模塊主要是對(duì)社區(qū)醫(yī)生基本信息、公共健康信息、個(gè)性化健康信息進(jìn)行管理以及提供在線預(yù)約的功能。具體包括對(duì)社區(qū)醫(yī)生信息的錄入和查詢；不定期發(fā)布健康保健知識(shí)和提供健康知識(shí)查詢，健康知識(shí)包括疾病預(yù)防、治療、保健、康復(fù)、調(diào)理知識(shí)等；提供健康測(cè)評(píng)，根據(jù)居民和醫(yī)生輸入的生理參數(shù)、生活習(xí)慣、心理狀態(tài)以及與健康相關(guān)的參數(shù)等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出評(píng)價(jià)結(jié)果并提供個(gè)性化健康建議；同時(shí)根據(jù)健康建議推薦就醫(yī)科室，并提供預(yù)約掛號(hào)功能，提高居民就醫(yī)治病的效率。

3.3 專家咨詢會(huì)診模塊

為了實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)區(qū)域協(xié)同醫(yī)療，本系統(tǒng)設(shè)置專家咨詢會(huì)診模塊，該模塊主要功能是為社區(qū)居民和醫(yī)生完成遠(yuǎn)程專家咨詢會(huì)診，包括查找專家個(gè)人信息、進(jìn)行網(wǎng)上專家咨詢、上傳相關(guān)健康資料、查看咨詢會(huì)診信息反饋并可實(shí)時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音交流。

3.4 系統(tǒng)管理模塊

該模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性功能，具體為角色和權(quán)限管理。社區(qū)健康物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)包括的角色有：社區(qū)醫(yī)生、社區(qū)居民、管理員和專家。系統(tǒng)通過(guò)健康服務(wù)客戶端網(wǎng)站為社區(qū)居民提供個(gè)性化健康信息管理、健康數(shù)據(jù)查詢、網(wǎng)上預(yù)約掛號(hào)、公共健康信息查詢、專家咨詢會(huì)診等便民服務(wù)功能；社區(qū)醫(yī)生對(duì)轄屬居民用戶進(jìn)行健康指導(dǎo)、提供網(wǎng)上預(yù)約指導(dǎo)信息、編制公共健康宣傳內(nèi)容，編輯健康提醒等；管理員可通過(guò)后臺(tái)進(jìn)行站點(diǎn)配置管理。圖3通過(guò)用例分析對(duì)系統(tǒng)各用戶角色使用的業(yè)務(wù)功能操作進(jìn)行了說(shuō)明。

4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

在社區(qū)居民健康信息服務(wù)平臺(tái)中，所有系統(tǒng)功能模塊都基于數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)是該系統(tǒng)的核心組成部分。按照需求分析建立系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要包括居民基本信息、健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、電子病歷數(shù)據(jù)、健康咨詢數(shù)據(jù)、健康教育信息、預(yù)約服務(wù)信息、人群細(xì)分信息、社區(qū)工作人員信息、社區(qū)健康檔案等信息數(shù)據(jù)。其中社區(qū)健康檔案信息中包含了非結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，如醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)和心電圖健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，居民基本信息都是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server 2005互補(bǔ)作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。MongoDB是一個(gè)基于分布式文件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，旨在為WEB應(yīng)用提供可擴(kuò)展的高性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案。其特點(diǎn)為：高性能、易部署、易使用，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)非常方便，與SQL Server 2005結(jié)合，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

5 總結(jié)和展望

基于物聯(lián)網(wǎng)的社區(qū)健康信息服務(wù)系統(tǒng)將會(huì)改變傳統(tǒng)的社區(qū)健康模式，為社區(qū)采取新的健康模式提供了可能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社區(qū)健康信息服務(wù)中的應(yīng)用可以給社區(qū)居民帶來(lái)極大的好處，社區(qū)居民可以在社區(qū)得到便捷、高效的健康信息服務(wù)，社區(qū)醫(yī)生和專家可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和指導(dǎo)工作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療。在未來(lái)社區(qū)健康發(fā)展過(guò)程中，社區(qū)健康信息服務(wù)將與云服務(wù)平臺(tái)相結(jié)合，充分利用互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，以開(kāi)放、擴(kuò)大流通的方式向公眾提供動(dòng)態(tài)、彈性和可伸縮的虛擬化的資源，同時(shí)要充分發(fā)揮政府網(wǎng)站的作用，有效實(shí)現(xiàn)健康信息資源的共建共享。

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[收稿日期]2017-02-24

[基金項(xiàng)目]福建省教育廳A類課題（JAS14159）。

[作者簡(jiǎn)介]陳桂芬（1978-），女，湖北黃岡人，講師，碩士，主要研究方向：醫(yī)學(xué)信息管理。