基于Android的便攜式智能醫(yī)療儀的設(shè)計(jì)

王嘉鵬

摘要：隨著信息與通信技術(shù)的高速發(fā)展，移動(dòng)智能終端、無線通信網(wǎng)絡(luò)、生物醫(yī)療傳感器等技術(shù)的興起，移動(dòng)醫(yī)療行業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，并已經(jīng)成為交叉學(xué)科應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。本系統(tǒng)結(jié)合了無線通信技術(shù)和醫(yī)療傳感器檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多項(xiàng)生理參數(shù)的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)；系統(tǒng)以Android平臺(tái)為依托，構(gòu)建了一個(gè)具有體征檢查報(bào)告、在線診療、健康指南及個(gè)性化監(jiān)督功能為一體的移動(dòng)醫(yī)療服務(wù)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：康復(fù)醫(yī)療；無線通信技術(shù)；Android平臺(tái)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）04-0082-02

一、引言

隨著時(shí)代的變革和社會(huì)的進(jìn)步，人們的物質(zhì)需求得到了滿足，疾病逐漸成為了困擾人們正常生活的重要因素。近年來，疾病的預(yù)防逐步受到了人們的關(guān)注與重視，目前針對(duì)各種疾病的預(yù)防，常對(duì)人體的各項(xiàng)健康指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，通過病發(fā)前期對(duì)數(shù)據(jù)的分析與人工干預(yù)，控制疾病的發(fā)展。傳感器技術(shù)成為了醫(yī)療設(shè)備的重要組成部分。本系統(tǒng)通過無線通信技術(shù)以及傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生理參數(shù)和健康指標(biāo)的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，以Android平臺(tái)為載體，開發(fā)了一個(gè)具有體征檢查報(bào)告、在線醫(yī)療、健康指南以及個(gè)性化保健監(jiān)督功能為一體的移動(dòng)醫(yī)療服務(wù)平臺(tái)。

二、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由用戶的穿戴式生物醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)生與用戶的移動(dòng)智能終端、無線通信網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)或企業(yè)服務(wù)器、通信服務(wù)器以及通信鏈路組成。智能醫(yī)療儀以Cortex-M0微處理器為處理核心、ADXL362-三軸加速度計(jì)、Murata低噪聲心率傳感器模塊、肌電傳感器模塊、CSR1010A05藍(lán)牙模塊完成體征數(shù)據(jù)的傳輸，模塊之間采用串口通信。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)

本系統(tǒng)通過各種可便攜式、可穿戴式醫(yī)療儀器實(shí)時(shí)采集人體生理信息，通過藍(lán)牙無線通信將采集到的生理信息實(shí)時(shí)上傳到android移動(dòng)終端，移動(dòng)終端與服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)提供適當(dāng)?shù)尼t(yī)療保健提醒，預(yù)防疾病的發(fā)生機(jī)率，在該系統(tǒng)中，用戶能夠通過移動(dòng)終端與醫(yī)生隨時(shí)進(jìn)行溝通和交流，通過音頻、視頻、圖像、文字等多媒體數(shù)據(jù)獲取到更為專業(yè)的診療意見與保健計(jì)劃。

1.Web服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)。移動(dòng)智能終端是醫(yī)生和用戶使用的智能終端設(shè)備，可以對(duì)用戶的生理數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，為治療提供數(shù)據(jù)參考。本系統(tǒng)選用Web服務(wù)器作為系統(tǒng)服務(wù)器，服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管控中心，在Android終端與Web服務(wù)器連接成功后，移動(dòng)終端將用戶體征測量數(shù)據(jù)提交到Web服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)用戶上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與處理。系統(tǒng)服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理功能，使系統(tǒng)服務(wù)器成為了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互中心。它具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)運(yùn)算以及數(shù)據(jù)管理等作用，其響應(yīng)速度與運(yùn)算能力是系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。Web服務(wù)器端架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.通訊服務(wù)器的搭建。通信服務(wù)器專門負(fù)責(zé)用戶之間的會(huì)話建立與文件傳輸，本系統(tǒng)采用開放式的Openfire作為通信服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)用戶之間的即時(shí)通訊。Openfire服務(wù)器主要用于接收用戶送的連接請(qǐng)求、認(rèn)證請(qǐng)求、通信請(qǐng)求、斷開請(qǐng)求等，最終實(shí)現(xiàn)與Android智能終端的即時(shí)通信。本系統(tǒng)的終端應(yīng)用中建立了一個(gè)XMPP通訊類，專用于管理與Openfire服務(wù)器端的通訊。

3.Android平臺(tái)的功能模塊設(shè)計(jì)。移動(dòng)醫(yī)療平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中，依據(jù)實(shí)際使用功能和設(shè)計(jì)方式分為醫(yī)療服務(wù)模塊、設(shè)備驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)模塊以及數(shù)據(jù)交互模塊。系統(tǒng)終端平臺(tái)的功能如圖2所示。

四、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用

藍(lán)牙技術(shù)在本系統(tǒng)中用于醫(yī)療儀與移動(dòng)終端之間的通信，操作時(shí)首先使用Enable方法打開藍(lán)牙，再用Start Discovery對(duì)附近的藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行搜索，使用系統(tǒng)廣播的方式將設(shè)備信息加入設(shè)備列表完成配對(duì)之后用Bluetooth Socket進(jìn)行連接，雙方通過RFCOMM通道進(jìn)行通信完成數(shù)據(jù)的讀寫。Android移動(dòng)端通過與便攜式醫(yī)療設(shè)備之間的協(xié)議對(duì)設(shè)備進(jìn)行識(shí)別，截取接收到的數(shù)據(jù)中的有用信息完成對(duì)采集端數(shù)據(jù)的接收。開發(fā)過程中使用多線程技術(shù)完成藍(lán)牙的連接和通信，以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙的后臺(tái)搜索與連接。

五、總結(jié)

本文分析了當(dāng)前醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展趨勢，對(duì)智能終端和無線通信技術(shù)在移動(dòng)醫(yī)療服務(wù)行業(yè)中的作用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，為移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用提供了新的思路和可行的方案，系統(tǒng)建成后，優(yōu)化了系統(tǒng)終端應(yīng)用，逐步提高了終端平臺(tái)的性能和流暢度。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭宏志.Android應(yīng)用開發(fā)詳解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[2]楊玉星.生物醫(yī)學(xué)傳感器與檢測技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社現(xiàn)代生物技術(shù)與醫(yī)藥科技出版中心，2005.

[3]莫菲特，楊明軍.XMPP高級(jí)編程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

Abstract：With the rapid development of information and communication technology，the emergence of mobile intelligent terminal，wireless communication network and biomedical sensor has brought unprecedented development opportunities to the mobile medical industry，and has become a hotspot in the application of cross disciplinary.The system combines the wireless communication technology and medical sensor detection technology to achieve a number of physiological parameters of the remote medical monitoring system which is based on Android platform and constructs a physical examination report，online diagnosis and treatment，health guide and personalized monitoring functions as one of the mobile medical service platform.

Key words：rehabilitation treatment；wireless communication technology；Android platform