石永芳

摘要：醫(yī)療監(jiān)護工作需要精準地掌握病人各項重要的身體指標，數(shù)據(jù)的實時性、準確性越高，對病人的病情判定越準確。針對傳統(tǒng)監(jiān)護設(shè)備便攜性差、移動性差，成本較高的缺點，設(shè)計了基于Android平臺的生理參數(shù)移動監(jiān)護系統(tǒng)。系統(tǒng)將藍牙模塊與醫(yī)用傳感器結(jié)合，以Android手機作為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，接收來自傳感器的數(shù)據(jù)并呈現(xiàn)給用戶，同時將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端服務(wù)器。用手機模擬醫(yī)用傳感器對系統(tǒng)功能進行了驗證。

關(guān)鍵詞：移動醫(yī)療；客戶端；藍牙技術(shù)；Android

DOIDOI：10.11907/rjdk.143772

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2015）001012102

0 引言

近年來，隨著通信技術(shù)、生理信息傳感器等技術(shù)的巨大進步，移動醫(yī)療迅速發(fā)展。醫(yī)學檢測儀器正向多功能、智能化和微型化方向發(fā)展。數(shù)字化將和生理信號的測量技術(shù)及分析技術(shù)融為一體成為其顯著特點之一[1]。

目前，國內(nèi)已有20%的醫(yī)院開始嘗試移動醫(yī)療業(yè)務(wù)，PDA、RFID等設(shè)備和技術(shù)得到了實際應(yīng)用[2]。但這些移動醫(yī)療設(shè)備和技術(shù)受限于較窄的應(yīng)用范圍，還不能發(fā)揮全部作用。特別是針對社區(qū)、家庭的移動醫(yī)療應(yīng)用還相當缺乏。基于便攜的體域傳感器，日趨成熟的藍牙通信技術(shù)以及開源的Android平臺移動終端。本文設(shè)計了一個移動醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，如圖1所示。該系統(tǒng)可以將體域傳感器感知的人體各項身體參數(shù)，利用藍牙通信技術(shù)發(fā)送給使用者的Android手機終端，最后通過手機網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)提交醫(yī)療中心的服務(wù)端。分析處理過的數(shù)據(jù)可以圖表或者文字的方式顯示在使用者的手機端，從而解決傳統(tǒng)監(jiān)護設(shè)備無法實時實地提供監(jiān)護服務(wù)的問題?？紤]到成本，在系統(tǒng)測試時，采用了另一部手機作為傳感器數(shù)據(jù)源，以體溫作為測試數(shù)據(jù)。

圖1 手機移動醫(yī)療系統(tǒng)

1 Android架構(gòu)分析與開發(fā)環(huán)境搭建

系統(tǒng)Android手機客戶端開發(fā)工具為Eclipse，開發(fā)版本為Android4.0.3 ADT0.95 jdk1.7.0。

1.1 Android平臺架構(gòu)

Android系統(tǒng)架構(gòu)由4層共5個部分組成[3]：Linux Kernel、Android Runtime、Libraries、Application Framework、Applications。其中，Android基于Linux 2.6提供核心系統(tǒng)服務(wù)，例如：安全、內(nèi)存管理、進程管理、網(wǎng)絡(luò)堆棧、驅(qū)動模型；每一個Android應(yīng)用程序是Dalvik虛擬機中的實例，運行在它們自己的進程中；Android包含了一個C/C++庫的集合，供Android系統(tǒng)的各個組件使用；通過提供開放的開發(fā)平臺，開發(fā)者可以自由地利用設(shè)備硬件優(yōu)勢進行功能開發(fā)；Android裝配一個核心應(yīng)用程序集合，包括電子郵件客戶端、日歷、地圖等設(shè)置。所有應(yīng)用程序都是用Java編程語言寫的。

1.2 Android系統(tǒng)中的藍牙

Android平臺支持藍牙協(xié)議棧，可以在兩個藍牙設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸。Android應(yīng)用框架層提供了允許藍牙進行連接的API，通過這些API可以實現(xiàn)通過藍牙的應(yīng)用程序是無線連接，建立端到端的連接模式。其中， BluetoothAdapter類代表本地藍牙適配器，是所有藍牙交互的入口點；BluetoothDevice類代表遠端藍牙設(shè)備，可以請求遠端藍牙設(shè)備連接或獲取遠端藍牙設(shè)備的名稱、地址、種類和綁定狀態(tài)；BluetoothSocket類代表藍牙套接字的接口，它是應(yīng)用程序通過輸入、輸出流與其它藍牙設(shè)備通信的連接點；BluetoothClass類描述了藍牙設(shè)備的一般特點和能力。

1.3 Android開發(fā)環(huán)境搭建

Android平臺進行開發(fā)使用的是Java語言。①安裝JDK，安裝時要將“Path”的環(huán)境變量修改為JDK安裝路徑中bin目錄的絕對路徑；②下載并安裝Eclipse；③在Android Developers下載androidsdk_r18windows.zip，運行SDK Setup.exe，在用戶變量中新建PATH值為Android SDK中的tools絕對路徑；④安裝ADT插件；⑤為了使Android應(yīng)用程序可以在模擬器上運行，必須創(chuàng)建AVD，即Android在Windows環(huán)境下的虛擬機。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

根據(jù)Android手機系統(tǒng)運行要求，考慮到用戶良好的使用體驗，本系統(tǒng)的程序響應(yīng)必須快速，且基本無BUG出現(xiàn)。主要功能模塊有：用戶登錄模塊、藍牙通信模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊。

2.1 用戶登錄注冊模塊

用戶登錄注冊模塊實現(xiàn)兩個功能：①用戶信息注冊功能；②用戶登錄功能。通過用戶注冊登錄后，不同的用戶會有不同的文件夾來保存身體各項參數(shù)數(shù)據(jù)信息，并且根據(jù)用戶注冊時的ID號來進行數(shù)據(jù)篩選。

用戶信息管理采用了Android自帶的小型數(shù)據(jù)庫SQLite。作為一款輕型數(shù)據(jù)庫，SQLite遵守ACID的關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，資源占用率非常低，只需要幾百K的內(nèi)存。此外，它能夠與很多程序語言相結(jié)合，比如C#、PHP、Java等，還有ODBC接口，相較于Mysql、PostgreSQL這兩款世界著名的開源數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)而言，其處理速度更快。

2.2 藍牙通信模塊

藍牙通信模塊實現(xiàn)兩個功能[45]：①藍牙設(shè)備的查找和匹配；②通過藍牙通信協(xié)議，實現(xiàn)模擬傳感器數(shù)據(jù)的發(fā)送和手機端數(shù)據(jù)的接收。用戶登錄后，系統(tǒng)程序會首先判斷本機藍牙是否為可用狀態(tài)，如果處于關(guān)閉狀態(tài)則打開藍牙，用戶通過手動搜索附近藍牙設(shè)備完成與模擬傳感器的匹配。當完成匹配后，模擬傳感器開始發(fā)送模擬的用戶體溫數(shù)據(jù)，并由手機端解析接收。通過建立一個BluetoothActivity.java類的Activity，用于顯示“設(shè)備列表”和“開啟服務(wù)“這兩個功能按鈕以及藍牙設(shè)備的搜尋。

2.3 數(shù)據(jù)顯示模塊

數(shù)據(jù)顯示模塊實現(xiàn)兩個功能[67]：①將實時的體溫數(shù)據(jù)信息展示給用戶，并給出相應(yīng)數(shù)據(jù)說明；②通過得到的體溫數(shù)據(jù)的變化圖表，直觀地反映出某一時段身體體溫的變化。每一次通過藍牙通信模塊得到的數(shù)據(jù)都將實時地反應(yīng)到用戶的手機端。 為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示，每當藍牙傳感器發(fā)來最新的數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)都會發(fā)送一條廣播，當接收到數(shù)據(jù)更新的廣播時，通過handler發(fā)送消息通知界面更新顯示。為了實現(xiàn)將數(shù)據(jù)變化以圖標的形式顯示給用戶，系統(tǒng)使用了第三方插件achartengine，用來生成各種數(shù)據(jù)的圖表。

//注冊廣播接收器

IntentFilter filter = new IntentFilter（）；

filter.addAction（GlobalUtils.REQUEST_LATEST_TEMPERATURE）；

context.registerReceiver（receiver， filter）；

2.4 數(shù)據(jù)上傳模塊

數(shù)據(jù)上傳模塊實現(xiàn)兩個功能[89]：一是監(jiān)控手機端網(wǎng)絡(luò)狀況；二是通過http協(xié)議將手機端接收到得數(shù)據(jù)以XML格式發(fā)送至服務(wù)器端。用戶手機不一定一直有網(wǎng)絡(luò)連接，需要監(jiān)控手機網(wǎng)絡(luò)的改變，當用戶選擇提交數(shù)據(jù)時，如果有網(wǎng)絡(luò)則直接提交數(shù)據(jù)到服務(wù)器端，如果沒有網(wǎng)絡(luò)則等待網(wǎng)絡(luò)連接之后再發(fā)送。

數(shù)據(jù)上傳的過程并不可見，當用戶點擊提交按鈕時，系統(tǒng)首先會判斷當前手機的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，如果網(wǎng)絡(luò)處于關(guān)閉狀態(tài)，則用Toast提示用戶網(wǎng)絡(luò)異常。如果網(wǎng)絡(luò)可用，則提交數(shù)據(jù)至服務(wù)器，并提示用戶上傳成功。

//讀取當天生成的數(shù)據(jù)字段生成XML到SD卡中

FinalDb db = FinalDb.create（context）；

List temps = db.findAllByWhere（Temperature.class， "date（createDate，'Localtime'） = date（'NOW'，'Localtime'） AND userId="+（（User）HealthApplication.sessionMap.get（"logonUser"））.getId（））；

3 結(jié)語

使用移動醫(yī)療系統(tǒng)，用戶可以通過移動客戶端來了解自己的生理健康狀況，遠端服務(wù)器可以為醫(yī)生對于患者的檢測提供依據(jù)，更及時地發(fā)現(xiàn)患者的身體變化以便作出準確的診斷。本文設(shè)計的移動醫(yī)療系統(tǒng)利用手機模擬醫(yī)用感器提供體溫數(shù)據(jù)，以Android平臺作為中間站，將模擬數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器端，并且將體溫數(shù)據(jù)實時顯示在用戶的手機上，驗證了系統(tǒng)設(shè)計的可行性。