三高人群智能预警云平台的设计与实现

刘 群 湖南软件职业学院

引言

高血压、高血脂、高血糖统称为“三高”，是多种因素导致的慢性全身性代谢性疾病，是内科心脑血管病的主要原因。脑卒中，又称中风、脑血管意外中是危害人体健康的三大杀手之一,高血压是导致脑卒中的重要可控危险因素，62%的卒中事件由高血压直接导致。由于脑卒中一直缺乏有效治疗手段，目前认为预防是最好的措施，使得预防该病的发生变得尤为重要。采用腕表型可穿戴物联网设备，即智能手环，目前在提供计时、计步的基础上，部分设备还能提供24小时检测短期血压波动、心率波动等，即实时监测人们所说的“三高”。但现有的智能手环都只是单个的电子设备，在使用过程中存在以下问题：设备检测数据，无法对检测信息进行数据分析，筛选出处于高危状态的个体，并利用互联网移动通讯方式，将高危警告发送至平台、用户、家属，以及用户所属社区卫生服务机构、养老机构、健康管理机构及其签约家庭医生，并同步提供高危状态应急干预方案。智能手环设备，无法提供远程医疗协助，如用药指导、膳食指导、运动指导、慢病病例等。

一、功能分析

研发基于物联网的三高人群智能预警云平台，为“三高”人群提供数据检测并自动预警的技术服务。利用互联网+、物联网以及大数据分析等技术手段实现医疗服务的模式创新，设计基于物联网的三高人群智能预警云平台，提供“三高”人群健康的全程监控[1]。建立“三高”人群的电子健康档案，涵盖自我健康管理：健康教育、健康记录等；健康监测，包括健康指标监测，如血压、血糖、血氧、心电等，提供智能健康预警；根据电子健康档案，提供健康干预措施和远程医疗协助，包括用药指导、膳食指导、运动指导、慢病病例等。组建信息库，统一标准、统一规范、统一管理，将“三高”人群信息系统与医疗系统的预约诊疗系统、双向转诊系统、远程会诊系统和健康档案相整合，逐步实现电子信息的调阅、共享功能。“三高”人群大部分是老年群体，老人健康数据通过APP或微信即时推送给子女，让远方子女随时关爱母健康，是尽孝心最好的礼物[2]。

解决的关键问题是“三高”异常数据的真值确定问题，血压、血糖、血氧、心电等各个项目的正常值和异常值的标准不同，在测量和传输过程中通过算法确定异常数据的真值，要保证各个项目通过云计算提供智能健康预警。基于智能预警云平台数据共享的研发，血压、血糖、血氧、心电等各个项目的数据格式不同，智能手环采集检测数据，实时上传到云平台，云平台解析各个项目的数据并推送[3-5]。

二、系统构思

(一)三高人群智能预警云平台关键技术

通过健康管理系统与设备厂家系统对接，实现系统与设备厂家系统互联互通，并实现单项检查远程监控。以SQLServer数据库与.NET技术为基础，三层架构的模式，系统对于数据库的要求，需要数据库具备强大的处理能力，且要求方便维护，安全性符合系统建设标准。

(二)云平台接口

Health系统RestfulAPI访问地址，对接设备厂家系统，按照接口规范实现设备厂家系统的接口。如接收血压检测数据(acceptbloodpressure)，提供基本信息包括请求类型HTTP，请求地址：/api/yyb/acceptbloodpressure.json，请求方式：POST，数据类型：X-WWW-FORM-URLENCODED，响应类型：JSON；全局请求参数有associatorCode，会员编码，memberCode，成员编码，deviceCode，设备唯一编码，checkTime，检测时间。提交报警数据接口，请求地址，http://xxx:8080/hiwatchclient/police.htm，请求参数,deviceid:设备ID，lbsinfo：在type是2和4的时候会传递这个值，平台转化这个地址为实际的SOS触发位置，type:报警值,数据返回的值，1:心率超标，2:sos报警，3:电量过低，4:跌倒报警，5:服务电话呼叫，6:血压超标，7:充电器拔出，8:久坐提醒，9:充电器连接，10:血糖超标，11:设备已开机，12:血氧超标，13:手表已经摘除，22:普通电话呼叫。

三、模块功能实现

该系统总体思路就是通过智能手环检测用户数据，再将数据通过云服务器接口上传到云中心，异常数据的真值确定问题，血压、血糖、血氧、心电等各个项目的正常值和异常值的标准不同并进行提醒报警，下面对主要模块作简要说明。

(一)血压学习功能

此功能先将手环带在手腕上，确保手环底背部的心率绿灯镜片紧贴手腕皮肤。进入设置界面，点击“血压学习”进入血压学习界面：在设置血压学习功能前，请先输入个人的日常平均血压值(高压/低压)，可以上下滑动改变数值大小，设定完成后点击血压学习开始按钮，开始血压学习。开始进行血压学习，手环底部心率灯开启，学习中，百分比一直从0%显示到100%，然后提示完成，表示血压学习完成，左右滑动屏幕切换到下个功能菜单。血压学习功能的目的：血压测试的原理是根据测量个人的PPG数据，通过医学研究的核心专利算法得出血压值，因个体差异性，所以需要进行血压学习来校准一下算法。

(二)久坐提醒功能

进入久坐提醒功能，可打开或关闭此功能。功能开启后，当用户静止或是没有明显活动超过90分钟，手环会弹窗提醒您活动下更健康，此时只要用户起身活动，手环检测到活动数据就会重新计时。睡眠监测开启、计步器开启，无法开启久坐提醒功能，需关闭睡眠监测和计步器才能开启久坐提醒。

(三)血压测量功能

进入血压测试前请先确保在设置菜单中，进行了血压学习以校准算法来保证测量的准确性。使用此功能前将手环带在手腕上，确保手环底部心率测试绿灯紧贴手腕皮肤。开始进行血压测量，手环底部心率灯开启，测试成功后显示当前血压值，血压数据即可上传到APP，需GSM网络及GPRS数据业务开通，不点击停止测量，可一直进行血压测量，点击停止，心率灯才会关闭，停止血压测量，测试的血压有异常，则以红色字体显示出现异常血压的时间和数据，并发送提醒信息和报警。

(四)心率测量功能

先将手表戴在手腕上，确保手表底部心率绿灯镜片紧贴手腕皮肤。开始进行心率测量，手表底部心率灯开启，测试成功后显示当前心率值，心率数据即可上传到APP，需GSM网络及GPRS数据业务开通。不点击停止测量，可一直进行心率测量，点击停止测量，心率灯才会关闭，停止心率测量，向右滑动心率检测显示界面，可返回到心率主界面。

(五)参数设置功能

进入设置界面，可取消关注、设备SIM卡号码、修改密码、紧急联系人、通讯录同步、健康参数、卫士参数等的设置。设备SIM卡号码指手表里面插入的SIM卡的手机号码，为必须输入项，如不输入手表的手机号码将查询不到手表的相关信息。设置参数的格式有，2:18612345678紧急联系人号码，3组SOS号码；4:1&15555555555,2&1566 666666 ，通讯录，联系人姓名&联系人电话号码；7:1 5,1200&1300,1500&1600,1700&1800 ，运动数据上传间隔和静默时间，15表示每隔15分钟上传一次，1200&1300表示12:00到13:00属于静默时间，数据不上传，最短时间是1分钟；8:15,1200&1300,1500&1600,1700&1800 ，位置数据上传间隔和静默时间，15表示每隔15分钟上传一次，1200&1300表示12：00到13:00属于静默时间，数据不上传，最短时间是1分钟；9:7:00,0,0,0,0,9:30,0,0,0,0 吃药, 喝水提醒 ，每组5个，总共10个数据，0表示关；10:1 ，久坐提醒开/关,1表示开，0表示关；11:1 ，跌倒报警开/关，1表示开，0表示关；12:10 ,长socket连接重连的时间；13：60，120心率阀值，60为最小心率，120为最大心率；14：15,1200&1300,1500&1600,1700&1800 心率数据上传间隔和静默时间，15表示间隔；15:10010&YE&CXGPRSTC ，查询余额和流量的短信；16：1 ，网络电话开/关；17: 70,90,100,180,60,1200&13 00,1500&1600,1700&1800 低压区间，高压区间，血压自动测量间隔，静默时间；18:60,1200&1300,1500&1600,1700&1800 ，血氧测量间隔，静默时间。

四、结语

研发基于物联网的三高人群智能预警云平台，为“三高”人群健康的全程监控提供异常数据的自动预警。是用户、平台、家属、基础医疗结构达到数据调阅、共享功能。通过智能健康预警，所属社区卫生服务机构或诊所，提供用药指导、膳食指导、运动指导、慢病病例。