三高人群智能預(yù)警云平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉 群 湖南軟件職業(yè)學(xué)院

引言

高血壓、高血脂、高血糖統(tǒng)稱為“三高”，是多種因素導(dǎo)致的慢性全身性代謝性疾病，是內(nèi)科心腦血管病的主要原因。腦卒中，又稱中風(fēng)、腦血管意外中是危害人體健康的三大殺手之一,高血壓是導(dǎo)致腦卒中的重要可控危險(xiǎn)因素，62%的卒中事件由高血壓直接導(dǎo)致。由于腦卒中一直缺乏有效治療手段，目前認(rèn)為預(yù)防是最好的措施，使得預(yù)防該病的發(fā)生變得尤為重要。采用腕表型可穿戴物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，即智能手環(huán)，目前在提供計(jì)時(shí)、計(jì)步的基礎(chǔ)上，部分設(shè)備還能提供24小時(shí)檢測(cè)短期血壓波動(dòng)、心率波動(dòng)等，即實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人們所說的“三高”。但現(xiàn)有的智能手環(huán)都只是單個(gè)的電子設(shè)備，在使用過程中存在以下問題：設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)，無法對(duì)檢測(cè)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，篩選出處于高危狀態(tài)的個(gè)體，并利用互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)通訊方式，將高危警告發(fā)送至平臺(tái)、用戶、家屬，以及用戶所屬社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)、健康管理機(jī)構(gòu)及其簽約家庭醫(yī)生，并同步提供高危狀態(tài)應(yīng)急干預(yù)方案。智能手環(huán)設(shè)備，無法提供遠(yuǎn)程醫(yī)療協(xié)助，如用藥指導(dǎo)、膳食指導(dǎo)、運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)、慢病病例等。

一、功能分析

研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的三高人群智能預(yù)警云平臺(tái)，為“三高”人群提供數(shù)據(jù)檢測(cè)并自動(dòng)預(yù)警的技術(shù)服務(wù)。利用互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)醫(yī)療服務(wù)的模式創(chuàng)新，設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的三高人群智能預(yù)警云平臺(tái)，提供“三高”人群健康的全程監(jiān)控[1]。建立“三高”人群的電子健康檔案，涵蓋自我健康管理：健康教育、健康記錄等；健康監(jiān)測(cè)，包括健康指標(biāo)監(jiān)測(cè)，如血壓、血糖、血氧、心電等，提供智能健康預(yù)警；根據(jù)電子健康檔案，提供健康干預(yù)措施和遠(yuǎn)程醫(yī)療協(xié)助，包括用藥指導(dǎo)、膳食指導(dǎo)、運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)、慢病病例等。組建信息庫，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一管理，將“三高”人群信息系統(tǒng)與醫(yī)療系統(tǒng)的預(yù)約診療系統(tǒng)、雙向轉(zhuǎn)診系統(tǒng)、遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)和健康檔案相整合，逐步實(shí)現(xiàn)電子信息的調(diào)閱、共享功能。“三高”人群大部分是老年群體，老人健康數(shù)據(jù)通過APP或微信即時(shí)推送給子女，讓遠(yuǎn)方子女隨時(shí)關(guān)愛母健康，是盡孝心最好的禮物[2]。

解決的關(guān)鍵問題是“三高”異常數(shù)據(jù)的真值確定問題，血壓、血糖、血氧、心電等各個(gè)項(xiàng)目的正常值和異常值的標(biāo)準(zhǔn)不同，在測(cè)量和傳輸過程中通過算法確定異常數(shù)據(jù)的真值，要保證各個(gè)項(xiàng)目通過云計(jì)算提供智能健康預(yù)警?；谥悄茴A(yù)警云平臺(tái)數(shù)據(jù)共享的研發(fā)，血壓、血糖、血氧、心電等各個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)格式不同，智能手環(huán)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)上傳到云平臺(tái)，云平臺(tái)解析各個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)并推送[3-5]。

二、系統(tǒng)構(gòu)思

(一)三高人群智能預(yù)警云平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

通過健康管理系統(tǒng)與設(shè)備廠家系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與設(shè)備廠家系統(tǒng)互聯(lián)互通，并實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)檢查遠(yuǎn)程監(jiān)控。以SQLServer數(shù)據(jù)庫與.NET技術(shù)為基礎(chǔ)，三層架構(gòu)的模式，系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)庫的要求，需要數(shù)據(jù)庫具備強(qiáng)大的處理能力，且要求方便維護(hù)，安全性符合系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

(二)云平臺(tái)接口

Health系統(tǒng)RestfulAPI訪問地址，對(duì)接設(shè)備廠家系統(tǒng)，按照接口規(guī)范實(shí)現(xiàn)設(shè)備廠家系統(tǒng)的接口。如接收血壓檢測(cè)數(shù)據(jù)(acceptbloodpressure)，提供基本信息包括請(qǐng)求類型HTTP，請(qǐng)求地址：/api/yyb/acceptbloodpressure.json，請(qǐng)求方式：POST，數(shù)據(jù)類型：X-WWW-FORM-URLENCODED，響應(yīng)類型：JSON；全局請(qǐng)求參數(shù)有associatorCode，會(huì)員編碼，memberCode，成員編碼，deviceCode，設(shè)備唯一編碼，checkTime，檢測(cè)時(shí)間。提交報(bào)警數(shù)據(jù)接口，請(qǐng)求地址，http://xxx:8080/hiwatchclient/police.htm，請(qǐng)求參數(shù),deviceid:設(shè)備ID，lbsinfo：在type是2和4的時(shí)候會(huì)傳遞這個(gè)值，平臺(tái)轉(zhuǎn)化這個(gè)地址為實(shí)際的SOS觸發(fā)位置，type:報(bào)警值,數(shù)據(jù)返回的值，1:心率超標(biāo)，2:sos報(bào)警，3:電量過低，4:跌倒報(bào)警，5:服務(wù)電話呼叫，6:血壓超標(biāo)，7:充電器拔出，8:久坐提醒，9:充電器連接，10:血糖超標(biāo)，11:設(shè)備已開機(jī)，12:血氧超標(biāo)，13:手表已經(jīng)摘除，22:普通電話呼叫。

三、模塊功能實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)總體思路就是通過智能手環(huán)檢測(cè)用戶數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)通過云服務(wù)器接口上傳到云中心，異常數(shù)據(jù)的真值確定問題，血壓、血糖、血氧、心電等各個(gè)項(xiàng)目的正常值和異常值的標(biāo)準(zhǔn)不同并進(jìn)行提醒報(bào)警，下面對(duì)主要模塊作簡(jiǎn)要說明。

(一)血壓學(xué)習(xí)功能

此功能先將手環(huán)帶在手腕上，確保手環(huán)底背部的心率綠燈鏡片緊貼手腕皮膚。進(jìn)入設(shè)置界面，點(diǎn)擊“血壓學(xué)習(xí)”進(jìn)入血壓學(xué)習(xí)界面：在設(shè)置血壓學(xué)習(xí)功能前，請(qǐng)先輸入個(gè)人的日常平均血壓值(高壓/低壓)，可以上下滑動(dòng)改變數(shù)值大小，設(shè)定完成后點(diǎn)擊血壓學(xué)習(xí)開始按鈕，開始血壓學(xué)習(xí)。開始進(jìn)行血壓學(xué)習(xí)，手環(huán)底部心率燈開啟，學(xué)習(xí)中，百分比一直從0%顯示到100%，然后提示完成，表示血壓學(xué)習(xí)完成，左右滑動(dòng)屏幕切換到下個(gè)功能菜單。血壓學(xué)習(xí)功能的目的：血壓測(cè)試的原理是根據(jù)測(cè)量個(gè)人的PPG數(shù)據(jù)，通過醫(yī)學(xué)研究的核心專利算法得出血壓值，因個(gè)體差異性，所以需要進(jìn)行血壓學(xué)習(xí)來校準(zhǔn)一下算法。

(二)久坐提醒功能

進(jìn)入久坐提醒功能，可打開或關(guān)閉此功能。功能開啟后，當(dāng)用戶靜止或是沒有明顯活動(dòng)超過90分鐘，手環(huán)會(huì)彈窗提醒您活動(dòng)下更健康，此時(shí)只要用戶起身活動(dòng)，手環(huán)檢測(cè)到活動(dòng)數(shù)據(jù)就會(huì)重新計(jì)時(shí)。睡眠監(jiān)測(cè)開啟、計(jì)步器開啟，無法開啟久坐提醒功能，需關(guān)閉睡眠監(jiān)測(cè)和計(jì)步器才能開啟久坐提醒。

(三)血壓測(cè)量功能

進(jìn)入血壓測(cè)試前請(qǐng)先確保在設(shè)置菜單中，進(jìn)行了血壓學(xué)習(xí)以校準(zhǔn)算法來保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。使用此功能前將手環(huán)帶在手腕上，確保手環(huán)底部心率測(cè)試綠燈緊貼手腕皮膚。開始進(jìn)行血壓測(cè)量，手環(huán)底部心率燈開啟，測(cè)試成功后顯示當(dāng)前血壓值，血壓數(shù)據(jù)即可上傳到APP，需GSM網(wǎng)絡(luò)及GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開通，不點(diǎn)擊停止測(cè)量，可一直進(jìn)行血壓測(cè)量，點(diǎn)擊停止，心率燈才會(huì)關(guān)閉，停止血壓測(cè)量，測(cè)試的血壓有異常，則以紅色字體顯示出現(xiàn)異常血壓的時(shí)間和數(shù)據(jù)，并發(fā)送提醒信息和報(bào)警。

(四)心率測(cè)量功能

先將手表戴在手腕上，確保手表底部心率綠燈鏡片緊貼手腕皮膚。開始進(jìn)行心率測(cè)量，手表底部心率燈開啟，測(cè)試成功后顯示當(dāng)前心率值，心率數(shù)據(jù)即可上傳到APP，需GSM網(wǎng)絡(luò)及GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開通。不點(diǎn)擊停止測(cè)量，可一直進(jìn)行心率測(cè)量，點(diǎn)擊停止測(cè)量，心率燈才會(huì)關(guān)閉，停止心率測(cè)量，向右滑動(dòng)心率檢測(cè)顯示界面，可返回到心率主界面。

(五)參數(shù)設(shè)置功能

進(jìn)入設(shè)置界面，可取消關(guān)注、設(shè)備SIM卡號(hào)碼、修改密碼、緊急聯(lián)系人、通訊錄同步、健康參數(shù)、衛(wèi)士參數(shù)等的設(shè)置。設(shè)備SIM卡號(hào)碼指手表里面插入的SIM卡的手機(jī)號(hào)碼，為必須輸入項(xiàng)，如不輸入手表的手機(jī)號(hào)碼將查詢不到手表的相關(guān)信息。設(shè)置參數(shù)的格式有，2:18612345678緊急聯(lián)系人號(hào)碼，3組SOS號(hào)碼；4:1&15555555555,2&1566 666666 ，通訊錄，聯(lián)系人姓名&聯(lián)系人電話號(hào)碼；7:1 5,1200&1300,1500&1600,1700&1800 ，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)上傳間隔和靜默時(shí)間，15表示每隔15分鐘上傳一次，1200&1300表示12:00到13:00屬于靜默時(shí)間，數(shù)據(jù)不上傳，最短時(shí)間是1分鐘；8:15,1200&1300,1500&1600,1700&1800 ，位置數(shù)據(jù)上傳間隔和靜默時(shí)間，15表示每隔15分鐘上傳一次，1200&1300表示12：00到13:00屬于靜默時(shí)間，數(shù)據(jù)不上傳，最短時(shí)間是1分鐘；9:7:00,0,0,0,0,9:30,0,0,0,0 吃藥, 喝水提醒 ，每組5個(gè)，總共10個(gè)數(shù)據(jù)，0表示關(guān)；10:1 ，久坐提醒開/關(guān),1表示開，0表示關(guān)；11:1 ，跌倒報(bào)警開/關(guān)，1表示開，0表示關(guān)；12:10 ,長(zhǎng)socket連接重連的時(shí)間；13：60，120心率閥值，60為最小心率，120為最大心率；14：15,1200&1300,1500&1600,1700&1800 心率數(shù)據(jù)上傳間隔和靜默時(shí)間，15表示間隔；15:10010&YE&CXGPRSTC ，查詢余額和流量的短信；16：1 ，網(wǎng)絡(luò)電話開/關(guān)；17: 70,90,100,180,60,1200&13 00,1500&1600,1700&1800 低壓區(qū)間，高壓區(qū)間，血壓自動(dòng)測(cè)量間隔，靜默時(shí)間；18:60,1200&1300,1500&1600,1700&1800 ，血氧測(cè)量間隔，靜默時(shí)間。

四、結(jié)語

研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的三高人群智能預(yù)警云平臺(tái)，為“三高”人群健康的全程監(jiān)控提供異常數(shù)據(jù)的自動(dòng)預(yù)警。是用戶、平臺(tái)、家屬、基礎(chǔ)醫(yī)療結(jié)構(gòu)達(dá)到數(shù)據(jù)調(diào)閱、共享功能。通過智能健康預(yù)警，所屬社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)或診所，提供用藥指導(dǎo)、膳食指導(dǎo)、運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)、慢病病例。