面向社區(qū)的慢病監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計

司瑩瑩 于微微 何晴 孫斯凡 閻文蓉

摘? 要：慢性疾病是最常見的導(dǎo)致死亡或殘疾的原因之一，通過構(gòu)建基于知識庫的慢病監(jiān)控系統(tǒng)，對于實(shí)現(xiàn)健康信息間的語義互操作性、判斷患者的實(shí)時狀況、及時準(zhǔn)確地執(zhí)行決策具有重要作用。將物聯(lián)網(wǎng)與知識庫技術(shù)相結(jié)合，對慢病狀況進(jìn)行信息可視化的監(jiān)控管理，對于提高用戶的健康監(jiān)護(hù)體驗(yàn)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：慢病;監(jiān)控系統(tǒng);物聯(lián)網(wǎng);知識庫

中圖分類號：TP311.52? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）24-0179-03

Abstract：Chronic disease is one of the most common causes of death or disability. Building a chronic disease monitoring system based on knowledge base plays an important role in achieving semantic interoperability between health information，judging the real-time situation of patients，and timely and accurate implementation of decisions. The combination of internet of things and knowledge base technology to monitor and manage the information visualization of chronic diseases is of great significance to improve the health monitoring experience of users.

Keywords：chronic diseases;monitoring system;internet of things;knowledge base

0? 引? 言

中國老齡化嚴(yán)重及慢病多發(fā)導(dǎo)致醫(yī)療資源需求逐年增大，目前全國醫(yī)療衛(wèi)生水平城鄉(xiāng)發(fā)展還不平衡，醫(yī)藥、護(hù)理費(fèi)用昂貴，低效率的傳統(tǒng)醫(yī)療和保健系統(tǒng)等問題無法滿足對大部分慢病患者長期而全面的病情監(jiān)護(hù)，以至于耽誤病情[1]。近年來，隨著可穿戴設(shè)備的普及，其提高生活質(zhì)量的能力備受關(guān)注，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于慢病的遠(yuǎn)程監(jiān)測已成為解決慢病監(jiān)控輔助醫(yī)療領(lǐng)域的杰出方案。采用傳感設(shè)備對患者進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，這種護(hù)理方案能夠幫助醫(yī)療保健專業(yè)人員早期介入慢病，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對患者生命體征的實(shí)時監(jiān)控，在降低醫(yī)療成本的同時改進(jìn)對患者的護(hù)理質(zhì)量。

本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)及知識庫技術(shù)，設(shè)計一個社區(qū)慢病智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)健康數(shù)據(jù)采集、健康檢查與健康建議的同步完成，既可以讓患者和醫(yī)生了解實(shí)時的病情，又可以幫助患者從系統(tǒng)中得到有效的護(hù)理信息提示，降低醫(yī)生慢病監(jiān)管的難度和工作量，為社區(qū)慢病的預(yù)防與管理提供幫助。系統(tǒng)的設(shè)計主要實(shí)現(xiàn)兩個目的：一是幫助醫(yī)生實(shí)現(xiàn)對患者病情實(shí)時準(zhǔn)確的把握，實(shí)施精準(zhǔn)醫(yī)治，降低慢病患者的復(fù)發(fā)率;二是幫助患者及其家屬提供合理及時的健康指導(dǎo)，達(dá)到控制患者病情的效果。

1? 慢病監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1.1? 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)以移動檢測端、客戶端、通信傳輸、云平臺數(shù)據(jù)處理中心為基本架構(gòu)，借助便攜式電子監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測設(shè)備與移動端通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及移動通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，將監(jiān)測到的患者血糖、血壓等健康數(shù)據(jù)上傳，結(jié)合慢病知識庫對數(shù)據(jù)整合處理，將信息反饋給用戶。系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

通過采集被監(jiān)控者的健康信息數(shù)據(jù)源（如持續(xù)采集慢病患者的心率變異性、血壓、血糖水平和氧飽和度等重要健康信息），使這些數(shù)據(jù)協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)和低功耗射頻技術(shù)為實(shí)現(xiàn)信息采集提供基礎(chǔ)[2]。本系統(tǒng)的移動監(jiān)測端采集到的信息包括兩部分：一是患者的生理信息，指通過佩戴式電子測量設(shè)備實(shí)時采集的患者的血糖、心率、體溫等方面的生理參數(shù);二是患者GPS定位信息，如果患者生理參數(shù)出現(xiàn)嚴(yán)重偏離正常值的現(xiàn)象，系統(tǒng)將啟動自動報警程序，自動編輯短信至指定聯(lián)系人的手機(jī)，將患者危機(jī)的可能原因、具體生理參數(shù)及位置信息傳送給指定聯(lián)系人，實(shí)現(xiàn)對患者的緊急救助，減少病患救助等待時間。

平臺數(shù)據(jù)處理中心負(fù)責(zé)接收存放通過物聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)處理中心為用戶建立個人病案，結(jié)合患者最近一段時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)（包括患者基本信息、營養(yǎng)學(xué)知識、監(jiān)控數(shù)據(jù)信息、醫(yī)療知識、病情案例、預(yù)警值范圍、診斷信息等）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)分析結(jié)論及用戶的不同需求，將分析數(shù)據(jù)以多種類型的圖表形式（如折線圖、面積圖、三維梯形圖等）呈現(xiàn)，信息采用定點(diǎn)式實(shí)時記錄的方式，數(shù)據(jù)采集記錄以秒為單位記錄患者的生理參數(shù)及定位位置的變化。

客戶端通過用戶的移動設(shè)備（如手機(jī)、電腦等）進(jìn)行查看，系統(tǒng)授予用戶不同的功能權(quán)限，用戶可通過客戶端查詢并了解其權(quán)限范圍內(nèi)的相應(yīng)生理參數(shù)信息，有效幫助用戶實(shí)時了解被監(jiān)控者的健康狀況，系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2所示。

1.2? 慢病監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計

慢病監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要涉及的功能包括：用戶管理、數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、平臺數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)反饋等。

用戶管理：可通過客戶端實(shí)現(xiàn)醫(yī)療專家、家庭健康終端、醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)的信息管理，首次使用的用戶可進(jìn)行注冊，進(jìn)行實(shí)名認(rèn)證，已有記錄的用戶可通過接入平臺的各醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

數(shù)據(jù)監(jiān)測：使用便捷式采集裝備測量患者的血壓、血糖、體溫等生理參數(shù)，并將生理參數(shù)以可視化、數(shù)字化的形式呈現(xiàn)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動通信技術(shù)將移動監(jiān)測設(shè)備與數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，完成監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳。

數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)據(jù)傳輸分兩種情況：在局域網(wǎng)環(huán)境下監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至移動端本地存儲數(shù)據(jù)庫以保證數(shù)據(jù)不丟失;在移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)皆破脚_數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸。

平臺數(shù)據(jù)處理：平臺數(shù)據(jù)處理中心結(jié)合知識庫中的標(biāo)志信息進(jìn)行本體評估，并完善本體知識庫，形成健康管理指導(dǎo)模式的信息數(shù)據(jù)，并將分析結(jié)論和指導(dǎo)信息傳輸至客戶端。

數(shù)據(jù)反饋：用戶可以通過手機(jī)APP或客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)查看，并根據(jù)實(shí)際的情況通過APP上傳反饋信息，后臺將反饋信息進(jìn)行數(shù)據(jù)更新和處理，以提升患者體驗(yàn)。

1.3? 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

為了適應(yīng)健康監(jiān)控數(shù)據(jù)的儲存需求[3]，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用MySQL數(shù)據(jù)庫。慢病監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要包含以下幾類信息：用戶基本信息、病患信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警參照數(shù)、診斷信息以及知識儲存庫等。下面以血糖監(jiān)控模塊為例，說明本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計。

慢病監(jiān)控系統(tǒng)血糖監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)庫表包括：T_SPECI MEN_PENDING（移動端患者管理）、XT_DETECTION_COPY（移動端數(shù)據(jù)錄入）、XT_BASE_INFO（PC端患者基本信息）、XT_METERING_COPY（患者端血糖記錄）、XT_DETECTION（醫(yī)生端血糖記錄）、XT_WARNING（預(yù)警信息管理）、XT_EQUIPMENT（設(shè)備管理）、XT_QUALITY_RESULT（質(zhì)控管理）、BLOOD_GLUCOSE_INFO（血糖值設(shè)置）、XT_METERING（檢測方案設(shè)計），表間邏輯關(guān)系如圖3所示。

2? 慢病監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用分析

2.1? 健康信息采集及護(hù)理助手

將病人需求、醫(yī)生建議、病案數(shù)據(jù)分析以及生理參數(shù)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳及分析整合，將整合結(jié)果應(yīng)用平臺知識庫作為分析推理依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對患者病情的診斷。依據(jù)診斷信息計算出患者的膳食營養(yǎng)結(jié)構(gòu)及健康達(dá)標(biāo)指數(shù)，從飲食方面有針對性地向患者推薦適宜的食物及各項(xiàng)食物攝取食量;在運(yùn)動方面，根據(jù)患者生理參數(shù)，向患者推薦適宜的康復(fù)運(yùn)動。幫助患者有效康復(fù)，真正到達(dá)醫(yī)療監(jiān)護(hù)管理的信息化、智能化、人性化[4]。

2.2? 監(jiān)控預(yù)警

心率、血糖、血壓及體溫通過可移動測量儀器采集，測量數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳送至平臺數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理，系統(tǒng)通過長期監(jiān)測數(shù)據(jù)計算出適合個體的生理參數(shù)閾值[5]，實(shí)時監(jiān)測的生理參數(shù)一旦超過正常范圍，系統(tǒng)自動將患者定位信息及生理參數(shù)信息發(fā)送至相關(guān)客戶端，使患者得到及時有效的健康管理和救助。

3? 結(jié)? 論

系統(tǒng)基于可移動生理參數(shù)采集設(shè)備，監(jiān)測患者的血壓、體溫、心率等數(shù)據(jù)并實(shí)時傳輸至平臺數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對患者進(jìn)行病情監(jiān)控并給出治療措施及護(hù)理建議，向慢病患者提供針對性的健康指導(dǎo)意見。系統(tǒng)設(shè)計自動報警、位置定位共享等功能，以確保滿足慢病患者日常監(jiān)護(hù)及康復(fù)需求，減緩慢病患者及醫(yī)院的就醫(yī)壓力，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)就醫(yī)模式到現(xiàn)代化新型就醫(yī)模式的轉(zhuǎn)變。

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作者簡介：司瑩瑩（1982-），女，漢族，山東淄博人，就職于計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教研室，教師，講師，碩士，研究方向：系統(tǒng)分析與設(shè)計;通訊作者：于微微（1980-），女，漢族，遼寧盤錦人，教師，副教授，碩士，研究方向：知識庫技術(shù)分析、信息資源管理。