基于物聯(lián)網(wǎng)+手機APP的老年人自我健康管理系統(tǒng)

文/譚艷春 陳啟勇 劉目磊

基于物聯(lián)網(wǎng)+手機APP的老年人自我健康管理系統(tǒng)

文/譚艷春1陳啟勇1劉目磊2

老年人自我健康管理伴隨著中國老齡化的加速、慢性病患者的持續(xù)增長和空巢老人等諸多社會問題的出現(xiàn)受到越來越多人的關(guān)注，本文提出了一種老年人自我健康管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用Zigbee或藍牙技術(shù)將血壓等結(jié)果上傳到老人本人及其監(jiān)護人的手機APP上，可以隨時了解老人的身體健康情況，在突發(fā)疾病時可以得到及時救治。經(jīng)使用測試，證明該系統(tǒng)使用方便，結(jié)果分析準確，具有良好的和穩(wěn)健性。

物聯(lián)網(wǎng) 健康管理 老年人 傳感器

1 引言

健康是民生的要素，無論是城市居民還是鄉(xiāng)村百姓，醫(yī)療保障都不可或缺。目前傳統(tǒng)的醫(yī)療衛(wèi)生保健體系存在“重醫(yī)療、輕預(yù)防”以及看病難等許多社會問題。雖然國家已經(jīng)規(guī)范了老年人的健康管理問題，但是由于衛(wèi)生資源總體不足、配置不合理等因素導(dǎo)致實際運行結(jié)果并不樂觀。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上有很多在線醫(yī)療服務(wù)網(wǎng)站，但真假難分、良莠不齊，而且診斷的正確性在很大程度上依賴于病人對自己癥狀的描述，也不能建立個人完整的健康檔案，因此醫(yī)生無法根據(jù)病人的既往病史和疾病治療記錄進行快速準確的診斷。自我健康管理的需求伴隨著中國老齡化的加速、慢性病患者的持續(xù)增長和空巢老人等諸多社會問題的出現(xiàn)受到越來越多人的關(guān)注。

溫家寶總理在2009年視察江蘇無錫時提出了“感知中國”的概念，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為“感知中國”的核心技術(shù)也逐漸被公眾所了解和熟知。物聯(lián)網(wǎng)作為近年來的新興技術(shù)，已被廣泛地應(yīng)用到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通和物流等許多領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)是通過傳感器、射頻識別以及泛在信息網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)實現(xiàn)物物相聯(lián)，實現(xiàn)對物體的智能識別、定位、跟蹤和監(jiān)管，最終為用戶提供泛在的智慧化服務(wù)。因此物聯(lián)網(wǎng)將成為一種更加廣泛深遠的未來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用形態(tài)。

若將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與醫(yī)療保健系統(tǒng)相結(jié)合，用于實現(xiàn)老年人自我健康的管理，由傳統(tǒng)的“被動醫(yī)療服務(wù)模式”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃咏】倒芾砟Ｊ健?，不僅可以提高老年人的生命質(zhì)量，也可以更好地彌補現(xiàn)有的醫(yī)療保健體系的不足，因此有很大的發(fā)展前景。

2 系統(tǒng)框架設(shè)計

系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)據(jù)采集端主要包括血壓檢測模塊、血氧檢測模塊、心電檢測模塊、GPS定位模塊和摔跤檢測模塊五部分，通過Zigbee等無線技術(shù)與家庭網(wǎng)關(guān)相連。通過無線路由器將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到老年人自己的手機APP上，省去了手動輸入。另外，數(shù)據(jù)還可以通過Internet發(fā)送到其子女或監(jiān)護人的手機上，讓他們能隨時了解老人的身體健康狀況。

圖1：系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)圖

3 各子模塊的具體設(shè)計

3.1 血壓檢測模塊

全國每年由于腦血管病死亡超過100萬，存活的患者中75% 以上留有不同程度的殘疾，給個人、家庭和社會造成了沉重的負擔(dān)。而腦卒中的主要因素是高血壓。同時，血壓高還是冠心病、心力衰竭及腎臟疾患等多種疾病的導(dǎo)火索。由于部分高血壓患者并無明顯的臨床癥狀，高血壓又被稱為人類健康的“無形殺手”，因此提高對高血壓病的認識，對早期診斷、預(yù)防、及時治療有極其重要的意義。目前市面上已出現(xiàn)了各種帶有無線上傳數(shù)據(jù)功能的血壓儀，本系統(tǒng)擬采用性價比較高的iHealth無線迷你智能血壓測量儀，如圖2所示。該款血壓儀使用便捷，非常適合老年人進行自我診斷，只需用手指按下檢測鍵即可，不需要捆綁手臂或手腕測量。其測量精度也能滿足家庭測量的要求，血壓誤差小于3mmHg，脈搏誤差小于5%。

圖2：iHealth無線迷你智能血壓測量儀主界面

3.2 血氧檢測模塊

圖3：yuweell無創(chuàng)指壓式血氧飽和度測試儀

圖4：ikinloop便攜家用藍牙心臟檢測儀

圖5：老年人自我健康管理系統(tǒng)手機APP主界面

血氧簡稱 SPO2H，是指血液中的氧氣，血液中含氧量越高，人的新陳代謝就越好?，F(xiàn)在大多數(shù)老年人都很重視血壓，血糖，血脂等指標(biāo)，可是對血氧卻了解不多，其實血氧也是一項非常重要的人體健康指標(biāo)。輕度缺氧會造成頭暈、心慌、心跳加快，而長期缺氧容易患高血壓、冠心病、血栓病、心肌梗塞、心絞痛等疾病，嚴重的會導(dǎo)致抑制呼吸中樞以及死亡。檢測血氧飽和度共有兩種方法：有創(chuàng)電化學(xué)法和無創(chuàng)光學(xué)法。本系統(tǒng)擬采用yuweell無創(chuàng)指壓式血氧飽和度測試儀，如圖3所示。其優(yōu)點是操作方便，無采血痛苦，即時顯示檢測結(jié)果，可以隨時便捷的了解個人的血氧情況。

3.3 心電檢測模塊

老年人日常的不適當(dāng)高強度運動和情緒激動等因素都會引起心動過速、早搏、房顫等心率失常問題，嚴重的會導(dǎo)致猝死，所以必須引起高度重視。但目前普通心電圖對不定時發(fā)生的情況多數(shù)顯得“力不從心”， “命中率”有限，因為它收錄到的僅為患者安靜平臥時1～2分鐘左右的心電信號，在非發(fā)作期易產(chǎn)生“漏”診。本系統(tǒng)擬采用性價比較高的ikinloop便攜家用藍牙心臟檢測儀，如圖4所示。使用者只需雙手手指同時按住兩個傳感器1分鐘，儀器便可提供心電圖檢測結(jié)果，通過藍牙上傳到手機APP顯示結(jié)果，必要時可上傳到云端，方便醫(yī)生遠程診斷，及時采取相應(yīng)措施進行救治。

3.4 GPS定位模塊

當(dāng)老年人發(fā)生意外需要緊急救治或由于精神問題走失時，定位功能就顯得極其重要。本系統(tǒng)擬采用雙重安全定位，一是在老年人使用的手機上安裝定位功能，二是系統(tǒng)配備帶有定位功能的電話手表。保證在一個設(shè)備沒電的情況下，還可以對其實時定位。

3.5 摔跤檢測模塊

摔跤檢測功能可通過智能報警鞋墊實現(xiàn)，該鞋墊利用RFP薄膜壓力傳感器和可編程芯片制作。在左右鞋體分別放置了感應(yīng)裝置，通過對前后兩組傳感器上傳的數(shù)據(jù)進行分析，可分析出使用者是正常行走狀態(tài)還是摔倒?fàn)顟B(tài)。在正常行走時，前后兩組傳感器的數(shù)據(jù)值應(yīng)該不低于體重的40%，屬于正常范圍；在摔倒時，身體會發(fā)生前倒或者后仰，會導(dǎo)致上傳的其中一組數(shù)據(jù)值低于體重的2%，并且之后持續(xù)一段時間兩個傳感器檢測得的數(shù)據(jù)值不在正常范圍內(nèi)，此時觸發(fā)系統(tǒng)芯片的報警開關(guān)，自動撥打老人兒女或護理人員的電話。

3.6 手機APP主界面

本系統(tǒng)是基于安卓操作系統(tǒng)利用eclipse開發(fā)其后臺交互功能。主界面利用PS設(shè)計，其中主要包括血壓、血氧和心電三個功能模塊，以切換的方式進行數(shù)據(jù)顯示，如圖5所示。此外，摔跤報警模塊會在使用者出現(xiàn)摔跤時自動撥打其監(jiān)護人的電話，所以不需要顯示在主頁面上。

4 測試實驗

選取10位身體健康狀況不同的老年志愿者進行使用測試，每人反復(fù)測試5組數(shù)據(jù)?；诎婷娴南拗?，心電圖只截取了原2分鐘中10秒的數(shù)據(jù)，并將測試數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的分析結(jié)果整理成表格，如表1所示。

表1：測試實驗數(shù)據(jù)及系統(tǒng)提示

5 結(jié)論

智慧養(yǎng)老和老年人的自我健康管理是大勢所趨，本文針對當(dāng)前老年人的需求，構(gòu)建了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和手機APP的老年人自我健康管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以利用Zigbee或藍牙技術(shù)將血壓、血氧、心電等各檢測模塊的數(shù)據(jù)上傳到老人本人及其監(jiān)護人的手機上并進行數(shù)據(jù)分析，不僅可以隨時了解老人的身體健康情況，預(yù)防心腦血管疾病的發(fā)生，而且在老年人突發(fā)疾病時可以確保得到及時救治。該系統(tǒng)操作簡單，多人的使用測試結(jié)果表明了系統(tǒng)的準確性和可靠性。

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作者單位譚艷春(1980-)，女，山東省龍口市人。碩士學(xué)位?，F(xiàn)為廣東海洋大學(xué)電子與信息工程學(xué)院講師。研究方向為信號處理和無線通信。陳啟勇，男，現(xiàn)為廣東海洋大學(xué)電子與信息工程學(xué)院在讀本科生，專業(yè)為通信工程。劉目磊(1980-)，男，山東省鄆城市人。學(xué)士學(xué)位。現(xiàn)為92326部隊工程師。主要研究領(lǐng)域為雷達系統(tǒng)研究和無線通信。

作者單位1.廣東海洋大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 廣東省湛江市 524006
2.92326部隊 廣東省湛江市 524005

湛江市科技計劃項目(2014B01061) 廣東海洋大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃(CXXL2017131)。