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摘要：為解決老年人慢性病的實時監測以及急性病的突發問題，本文提出家庭智能醫療系統，時刻關注老年人的健康問題，達到緊急病情及時發現、及時治療，慢性病情實時關注的目的。本文設計了一個專為老年人服務的家庭智能醫療監護系統。這個系統主要由三大模塊組成：智能醫療終端、服務器、客戶端。智能醫療終端主要負責數據的采集、報警，老人獨自在家中時的突發狀況能及時被發現。服務器將所收集到的數據進行存儲，并且對數據進行分析和處理，老人的健康狀況能夠實時監測。老年人自己及家屬利用客戶端可以實時獲取健康狀態信息，將服務器收集到的數據和分析得到的結果反饋給用戶以便于對老人健康的監護與疾病預防。該系統的設計可以有效的解決老人在家中健康的監護和監測問題。

關鍵詞：智能醫療；健康監控；數據分析

0引言

目前我國人口趨于老齡化，老年人的健康問題是社會關注的熱點。醫療資源的分配不均使部分病人不能得到很好的救治。老年人在家中突發疾病不能及時被發現，也是亟待解決的問題。有些慢性疾病不易察覺，在生活中威脅老年人生命安全的隱患也越來越多。這些問題出現也使人們在這方面有了更多的需求。因此，急需智能醫療系統解決上述問題。目前，人工智能的發展正瀕臨奇點的狀態，人工智能在醫療領域有著巨大的發展潛力。從積極的方面來說數據不斷積累和數據庫的不斷壯大，人工智能可以在很大程度上緩解公共衛生長期學習對醫療數據的分析功能的不斷提升[1]。在智能醫療方面，截至目前為止，在國外已經形成較為完善的智能醫療體系，在智能醫學器件、醫療信息管理和遠程醫療幾個方面都有著非常高的水平。但在國內，相較于其他發達的領域來說，信息化建設整體水平還很落后，智能醫療起步較晚，尤其在面對老人的智能醫療方面的研究還不太完善[2]。隨著各種疾病問題的出現，老年人的生活健康問題的關注度也越來越高。本文針對各種慢性疾病和突發病的監測與防治設計了一個對老人生活健康監護的系統。本文設計的系統優勢在于能夠對老人的生活健康進行多方面的監控，再通過大數據分析對老人健康狀況進行分析與反饋，遇到問題時能及時給出處理方案和應對措施。報警功能也為老人的安全上了雙重保險。本文設計的系統意義在于為老年人提供一個更安全、更可靠、更智能的家居環境，給老人的生活多一層保障，讓老人能夠更舒適安心地生活，也減輕子女的負擔。對于老人自身來說，為老人們提供了一個安全舒適的環境，給老人的健康提供了保障，提高老人的生活質量；對于家庭來說，相關健康、飲食、養生知識的推送，降低老人的得病率，家庭幸福度也隨之上升；對于社會來說，身體健康指標的實時監測，緊急病情及時發現、及時治療，慢性病情實時關注，降低了老人的死亡率，對社會的進步也有貢獻。

1系統總體架構

本家庭智能醫療系統總體構架包括三大模塊——家庭智能醫療終端、云服務器和客戶端。總體架構圖如圖1所示。智能醫療終端負責數據的采集、報警的發起、簡潔推送信息的接收。服務器負責數據的分析和存儲、報警的轉發、健康數據的分析，信息的推送。客戶端負責數據的查詢、報警的接收、接收推送信息。本系統的功能主要有健康監測功能、健康知識推送功能，報警功能。監測功能包括心率檢測、跌倒檢測和睡眠質量檢測、血糖血壓監測等。推送功能包括飲食規劃推送、身體健康狀況推送和醫生建議推送，能夠及時對老人的健康狀況進行反饋并給出對應方案；報警功能分為手動報警、突發報警和跌倒檢測報警。本文系統分模塊設計，除基本必備模塊外，對于不同類別的人群可以根據需要進行不同模塊的選擇。

2模塊設計

2.1家庭智能終端設計

智能醫療終端由使用者攜帶，以獲取健康數據。智能醫療終端將做成智能手環的形式方便使用者佩戴。配合其他智能終端，如血糖儀、血壓儀等進行健康數據的監測。終端結構圖如圖2所示。以下將從智能醫療終端的三個子系統主要功能進行分別介紹，主要包括：健康監測系統、信息顯示推送系統功能和安全報警系統功能。

2.1.1健康監測系統

監測功能主要是對使用者的健康數據進行監測，主要對使用者的心率、睡眠質量、血糖、血壓、體溫等參數進行監測，同時對用戶進行跌倒檢測。單片機連接光電傳感器，利用其透射測量方式對心率進行監測；三軸加速度傳感器對睡眠質量進行監測；溫度傳感器對體溫進行監測；并利用三軸加速傳感器進行跌倒檢測；并且外接智能檢測設備對血糖、血壓進行監測。所有監測信息在手環屏幕上顯示。睡眠監測包括入睡監測、深睡淺睡監測，利用三軸加速度傳感器數據進行分析。具體數據分析過程服務器完成。若夜間長時間不動則視為進入深度睡眠，若白天長時間不動則進行久坐提醒，或考慮有危險情況發生。智能血糖儀、血壓儀在每次測量完成后，會將測量所得數據通過藍牙的方式傳給智能終端并在屏幕上顯示相應的數據。所有傳感器測量所得數據通過藍牙方式傳輸給手機客戶端，由手機客戶端通過互聯網傳給服務器，再由服務器進行存儲及數據分析。

2.1.2信息顯示推送系統

此功能主要是對使用者健康狀況的分析結果和醫療健康建議進行推送和顯示。服務器將信息完整部分推送到手機客戶端上，精簡版會在手環上推送和顯示。戴上手環后，心率、體溫等信息會實時顯示在屏幕上，每次睡眠結束后，系統都會推送睡眠質量和深度睡眠時間。根據老人的健康狀況系統也會定期在客戶端及手環推送健康知識和生活建議。健康狀況：根據歷史數據，進行數據分析，對用戶一天、一周、甚至一年的數據進行統計分析，給出相關統計數據。健康建議：根據用戶填寫的病史以及近期采集的健康數據，對用戶的身體健康狀況進行分析，推送相應的建議及醫學常識。

2.1.3安全報警系統

此功能主要是在特殊情況下進行提醒和報警。通過三軸加速傳感器檢測到老人有較快的垂直位置變化時，會進行跌倒報警，會對家人發送提醒信息。實時的心率檢測超出正常范圍內時也會進行報警。老人也可進行手動報警，若感到身體不適或疾病突發等特殊情況，老人可以通過手環進行手動報警，手動報警會撥打120并給家人進行提醒。

2.2服務器設計

在本文智能醫療系統中，服務器有很重要的作用，其中包括數據存儲、分析處理。用戶的信息和終端收集到的信息都會存儲在服務器中，服務器會對存儲的信息進行分析，用戶可以隨時在服務器中查詢存儲的信息和數據分析得到的結果。

2.2.1服務器功能

服務器功能主要包括數據存儲功能和數據分析功能。用戶所有的信息如：姓名、家庭住址、身份證號、聯系方式等重要信息也會存儲在服務器中，用戶也可以在服務器中查詢老人的健康信息。每次自動報警和手動報警的記錄也會存儲在其中。終端收集到的健康信息也會存儲在服務器中，如心率、睡眠質量、血糖血壓等。服務器會定期對收集到的健康數據進行分析，每周每個月，服務器會將收集到的健康信息繪制成曲線表格，便于用戶了解老人的身體情況。通過客戶端向老人定期推送相關的健康知識，對慢性疾病進行預防，更合理的規劃飲食和作息。

2.2.2數據庫設計

存儲主要由數據庫完成，我們可以對數據庫進行增、刪、改、查的操作。數據庫主要由三個表格構成，分別存儲著用戶的個人信息、收集到的老人的健康數據和報警記錄。每一個用戶有一個唯一標識，每個ID對應著一個用戶，在個人信息的表格中會存儲用戶的姓名、身份證號、家庭住址、聯系方式，以便于在在緊急狀況下能夠及時聯系到用戶和證明身份。除此之外，還會記錄用戶的病史和身體狀況等信息；在健康數據的表格中會存儲心率檢測記錄和睡眠質量，睡眠的開始時間與結束時間和深睡眠與淺睡眠的時間；以及其它血糖、血壓等健康數據，在報警記錄的表格中存儲每一次報警的時間和報警的類型。

2.3客戶端設計

客戶端用于數據查詢、信息的查詢、歷史健康數據查詢。客戶端可以是手機上APP或微信公眾號、微信小程序或網頁的形式，并且與終端和服務器相關聯。每個終端最多只能對應三個用戶，用戶分為兩種，老人和老人家屬。客戶端有注冊登錄功能，首次登錄需要進行注冊，用戶需要設置用戶名和密碼，并需要填寫身份證號，手機號等信息，通過手機驗證碼進行注冊。初次登錄填寫病史、睡眠、飲食習慣等更多關于老人身體狀況的信息。通過注冊后，老人可以通過客戶端進行健康數據檢測：睡眠質量檢測、心率檢測、跌倒檢測，老人也可根據自身需要進行血壓血糖檢測。客戶端也會定期向老人推送各種健康知識。老人家屬可以通過自己的手機客戶端查詢到老人的健康數據：心率曲線圖，睡眠質量信息，入睡時間、醒來的時間、深睡/淺睡的起止時間等關于老人的健康信息。老人也可以通過客戶端進行手動報警。老人的客戶端若有跌倒警報或是進行了手動報警，病人家屬的客戶端也會收到警報信息。

3結論與展望

本文所設計的系統能夠及時發現部分急性和慢性疾病，系統也會定期為老人發送健康信息，對許多慢性疾病都能夠進行預防，從而降低老人的得病率也能減少就醫次數。像腦梗、卒中、心梗等突發疾病需要在發病后短時間內及時進行就醫，如果身邊沒有家屬或其他人，無法及時就醫，老人的生命安全就會受到很大的威脅。而這時自動報警系統就派上用場，系統如果檢測到有突發疾病的出現會立即通知老人家屬并撥打120，提高老人的存活率。由于時間的關系、能力的限制，本文有很多考慮不全的地方。本系統的功能還十分有限，人們會有各種各樣的疾病，有各種健康數據需要監控，但該系統還不能做到監控到每一種健康數據，因此能夠檢測到的疾病也十分有限。許多慢性疾病也很難被檢測出來。由于目前科技的限制，許多檢測系統還不能做到十分完美，在跌倒報警和自動報警中可能會出現誤報或是不能及時報警的情況，還需要家屬對老人多關注防止意外的發生。

作者:李依宸 單位:陜西師范大學附屬中學