面向社區的慢病監控系統研究與設計

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致死亡或殘疾的原因之一，通過構建基于知識庫的慢病監控系統，對于實現健康信息間的語義互操作性、判斷患者的實時狀況、及時準確地執行決策具有重要作用。將物聯網與知識庫技術相結合，對慢病狀況進行信息可視化的監控管理，對于提高用戶的健康監護體驗具有重要意義。

關鍵詞：慢病;監控系統;物聯網;知識庫

中圖分類號：TP311.52? ? ? ?文獻標識碼：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

中國老齡化嚴重及慢病多發導致醫療資源需求逐年增大，目前全國醫療衛生水平城鄉發展還不平衡，醫藥、護理費用昂貴，低效率的傳統醫療和保健系統等問題無法滿足對大部分慢病患者長期而全面的病情監護，以至于耽誤病情[1]。近年來，隨著可穿戴設備的普及，其提高生活質量的能力備受關注，將物聯網技術應用于慢病的遠程監測已成為解決慢病監控輔助醫療領域的杰出方案。采用傳感設備對患者進行遠程監控，這種護理方案能夠幫助醫療保健專業人員早期介入慢病，實現遠程對患者生命體征的實時監控，在降低醫療成本的同時改進對患者的護理質量。

本文結合物聯網及知識庫技術，設計一個社區慢病智能監控系統，實現健康數據采集、健康檢查與健康建議的同步完成，既可以讓患者和醫生了解實時的病情，又可以幫助患者從系統中得到有效的護理信息提示，降低醫生慢病監管的難度和工作量，為社區慢病的預防與管理提供幫助。系統的設計主要實現兩個目的：一是幫助醫生實現對患者病情實時準確的把握，實施精準醫治，降低慢病患者的復發率;二是幫助患者及其家屬提供合理及時的健康指導，達到控制患者病情的效果。

1? 慢病監控系統設計

1.1? 系統體系結構設計

系統以移動檢測端、客戶端、通信傳輸、云平臺數據處理中心為基本架構，借助便攜式電子監測設備，監測設備與移動端通過物聯網技術及移動通信技術實現互聯互通，將監測到的患者血糖、血壓等健康數據上傳，結合慢病知識庫對數據整合處理，將信息反饋給用戶。系統的整體架構設計如圖1所示。

通過采集被監控者的健康信息數據源（如持續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），使這些數據協同物聯網技術、數據分析技術和低功耗射頻技術為實現信息采集提供基礎[2]。本系統的移動監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備實時采集的患者的血糖、心率、體溫等方面的生理參數;二是患者GPS定位信息，如果患者生理參數出現嚴重偏離正常值的現象，系統將啟動自動報警程序，自動編輯短信至指定聯系人的手機，將患者危機的可能原因、具體生理參數及位置信息傳送給指定聯系人，實現對患者的緊急救助，減少病患救助等待時間。

平臺數據處理中心負責接收存放通過物聯網、移動網絡傳送的數據信息。數據處理中心為用戶建立個人病案，結合患者最近一段時間的監測數據（包括患者基本信息、營養學知識、監控數據信息、醫療知識、病情案例、預警值范圍、診斷信息等）進行數據分析，并根據分析結論及用戶的不同需求，將分析數據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，信息采用定點式實時記錄的方式，數據采集記錄以秒為單位記錄患者的生理參數及定位位置的變化。

客戶端通過用戶的移動設備（如手機、電腦等）進行查看，系統授予用戶不同的功能權限，用戶可通過客戶端查詢并了解其權限范圍內的相應生理參數信息，有效幫助用戶實時了解被監控者的健康狀況，系統的軟件結構設計如圖2所示。

1.2? 慢病監控系統的軟件設計

慢病監控系統的軟件設計主要涉及的功能包括：用戶管理、數據監測、數據傳輸、平臺數據處理和數據反饋等。

用戶管理：可通過客戶端實現醫療專家、家庭健康終端、醫療服務機構的信息管理，首次使用的用戶可進行注冊，進行實名認證，已有記錄的用戶可通過接入平臺的各醫療服務機構的系統數據庫實現數據互聯互通。

數據監測：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，并將生理參數以可視化、數字化的形式呈現，通過物聯網技術和移動通信技術將移動監測設備與數據中心互聯，完成監測數據上傳。

數據傳輸：數據傳輸分兩種情況：在局域網環境下監測數據傳送至移動端本地存儲數據庫以保證數據不丟失;在移動網絡環境下數據直接傳輸到云平臺數據庫，實現數據實時傳輸。

平臺數據處理：平臺數據處理中心結合知識庫中的標志信息進行本體評估，并完善本體知識庫，形成健康管理指導模式的信息數據，并將分析結論和指導信息傳輸至客戶端。

數據反饋：用戶可以通過手機APP或客戶端進行數據查看，并根據實際的情況通過APP上傳反饋信息，后臺將反饋信息進行數據更新和處理，以提升患者體驗。

1.3? 數據庫設計

為了適應健康監控數據的儲存需求[3]，本系統的數據庫服務器采用MySQL數據庫。慢病監控系統數據庫主要包含以下幾類信息：用戶基本信息、病患信息、監測數據、報警參照數、診斷信息以及知識儲存庫等。下面以血糖監控模塊為例，說明本系統數據庫的邏輯結構設計。

慢病監控系統血糖監控模塊的數據庫表包括：T_SPECI MEN_PENDING（移動端患者管理）、XT_DETECTION_COPY（移動端數據錄入）、XT_BASE_INFO（PC端患者基本信息）、XT_METERING_COPY（患者端血糖記錄）、XT_DETECTION（醫生端血糖記錄）、XT_WARNING（預警信息管理）、XT_EQUIPMENT（設備管理）、XT_QUALITY_RESULT（質控管理）、BLOOD_GLUCOSE_INFO（血糖值設置）、XT_METERING（檢測方案設計），表間邏輯關系如圖3所示。

2? 慢病監控系統應用分析

2.1? 健康信息采集及護理助手

將病人需求、醫生建議、病案數據分析以及生理參數采集數據進行上傳及分析整合，將整合結果應用平臺知識庫作為分析推理依據，實現對患者病情的診斷。依據診斷信息計算出患者的膳食營養結構及健康達標指數，從飲食方面有針對性地向患者推薦適宜的食物及各項食物攝取食量;在運動方面，根據患者生理參數，向患者推薦適宜的康復運動。幫助患者有效康復，真正到達醫療監護管理的信息化、智能化、人性化[4]。

2.2? 監控預警

心率、血糖、血壓及體溫通過可移動測量儀器采集，測量數據通過藍牙或網絡設備傳送至平臺數據庫進行處理，系統通過長期監測數據計算出適合個體的生理參數閾值[5]，實時監測的生理參數一旦超過正常范圍，系統自動將患者定位信息及生理參數信息發送至相關客戶端，使患者得到及時有效的健康管理和救助。

3? 結? 論

系統基于可移動生理參數采集設備，監測患者的血壓、體溫、心率等數據并實時傳輸至平臺數據處理中心，經過數據處理中心的數據整合、數據整理和數據分析，以數據為基礎對患者進行病情監控并給出治療措施及護理建議，向慢病患者提供針對性的健康指導意見。系統設計自動報警、位置定位共享等功能，以確保滿足慢病患者日常監護及康復需求，減緩慢病患者及醫院的就醫壓力，實現傳統就醫模式到現代化新型就醫模式的轉變。

參考文獻：

[1] 孫佳，董帥，薛羽墨.基于云平臺的智能健康監測系統及應用 [J].通訊世界，2018（3）：62-63.

[2] 范珊.基于可穿戴技術的遠程醫療系統設計與實現 [J].電子設計工程，2017，25（10）：186-189+193.

[3] 田露，陳英.“互聯網+”延續護理的研究進展 [J].護理學雜志，2019，34（17）：17-20.

[4] 劉丹，何南，劉茂，等.基于ZigBee技術的老年人遠程保健監護系統設計 [J].物聯網技術，2019，9（11）：54-56.

[5] 邢丹，姚俊明，徐琦.基于霧計算的醫聯體內慢病遠程健康監護研究 [J].醫學信息學雜志，2019，40（6）：8-12.

作者簡介：司瑩瑩（1982-），女，漢族，山東淄博人，就職于計算機科學與技術教研室，教師，講師，碩士，研究方向：系統分析與設計;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：知識庫技術分析、信息資源管理。