曾小華，郭文明，朱旭陽，蔡榮杰，楊小燕，劉紅梅

基于云平臺(tái)的糖尿病院后健康監(jiān)測管理系統(tǒng)

曾小華，郭文明，朱旭陽，蔡榮杰，楊小燕，劉紅梅

目的：解決2型糖尿病患者出院后體征監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)再利用問題，方便醫(yī)生查閱和家庭跟蹤。方法：利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙和云技術(shù)，開發(fā)設(shè)計(jì)由云客戶端和云服務(wù)器端組成的基于云平臺(tái)的糖尿病院后健康監(jiān)測管理系統(tǒng)。結(jié)果：與傳統(tǒng)2型糖尿病患者出院后的診治模式相比，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了患者在家就能通過智能客戶端完成自我監(jiān)測數(shù)據(jù)的上傳存儲(chǔ)、緊急呼救和復(fù)診預(yù)約等，減少了往返醫(yī)院的次數(shù)，明顯縮短了診治時(shí)間，方便了醫(yī)生調(diào)閱歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)和異常及時(shí)干預(yù)。結(jié)論：該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)大大提高了2型糖尿病患者的院后診治效率，在未來個(gè)人移動(dòng)醫(yī)療領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

2型糖尿病患者；云平臺(tái)；院后繼續(xù)醫(yī)療；及時(shí)干預(yù)

0 引言

糖尿病是嚴(yán)重威脅人類健康的世界性公共衛(wèi)生問題[1]。目前，我國已位于世界糖尿病大國行列，糖尿病患者將近9 200萬人，而確診為2型糖尿病的患者占糖尿病患者的90%以上[2]，其病程長、預(yù)后差，常伴有并發(fā)癥。加強(qiáng)對糖尿病患者的管理和教育，對其出院后血糖、血壓、體質(zhì)量等體征進(jìn)行日常監(jiān)測，以及用藥情況等進(jìn)行長期跟蹤提醒、定期隨訪和個(gè)性化指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)干預(yù)，能幫助患者更有效地自我管理、控制血糖，對減輕或延緩并發(fā)癥的發(fā)生具有極其重要的意義[3]。

智能手機(jī)技術(shù)的推廣應(yīng)用引起了眾多醫(yī)療廠家和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注，有各種形式的設(shè)計(jì)問世[4-7]，國內(nèi)也出現(xiàn)了很多糖尿病管理應(yīng)用程序（application，APP）。然而這些軟件只是將醫(yī)學(xué)保健書籍中的一些方案或者知識機(jī)械地移植到移動(dòng)設(shè)備中，產(chǎn)品功能相對單一、零散，對患者的健康指導(dǎo)意義不強(qiáng)，缺乏家庭健康跟蹤、專業(yè)的醫(yī)療指導(dǎo)和醫(yī)患互動(dòng)；并且血糖儀等廠商都伴隨著自己的產(chǎn)品裝配各自的記錄軟件，僅僅記錄一堆枯燥的數(shù)據(jù)，無法真正解決患者的需求；已確診的2型糖尿病患者出院后（簡稱“院后”），傳統(tǒng)治療模式需要往返醫(yī)院進(jìn)行血糖等體征檢查和面對面會(huì)診溝通，且大多缺少延伸到其出院后的家庭跟蹤、隨訪等繼續(xù)治療，加速了病情的惡化及并發(fā)癥的發(fā)生，因此改進(jìn)傳統(tǒng)的糖尿病診治模式顯得十分重要。而基于”智能手機(jī)+移動(dòng)終端”的移動(dòng)醫(yī)療健康技術(shù)的發(fā)展趨勢[8]，建立醫(yī)生和患者間更密切、更有效的管理體系，達(dá)到糖尿病患者的個(gè)體化管理，從而實(shí)現(xiàn)患者健康從被動(dòng)走向主動(dòng)的自我管理模式，能提高醫(yī)療效率、降低醫(yī)療成本[9-10]。綜合上述背景并借鑒物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)和云技術(shù)在區(qū)域醫(yī)療信息化中的應(yīng)用[11-12]，開發(fā)設(shè)計(jì)由云客戶端和云服務(wù)端構(gòu)成的基于云平臺(tái)的糖尿病院后健康監(jiān)測管理系統(tǒng)，以“人-機(jī)-人”模式取代傳統(tǒng)的往返醫(yī)院檢查體征的模式，且利于醫(yī)護(hù)人員對患者體征的家庭跟蹤、異常及時(shí)干預(yù)和患者復(fù)診時(shí)信息調(diào)閱，打破了醫(yī)療過程中患者院中、院后醫(yī)療及健康信息的隔離，真正實(shí)現(xiàn)了以患者為中心的延續(xù)醫(yī)療服務(wù)。

1 基于云平臺(tái)的糖尿病院后健康監(jiān)測管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 云平臺(tái)

云計(jì)算（cloud computing）是基于當(dāng)前已相對成熟與穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)新型計(jì)算模式，即把原本存儲(chǔ)于個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備等個(gè)人設(shè)備上的大量信息集中在一起，在強(qiáng)大的服務(wù)器端協(xié)同工作。它是一種新興的共享計(jì)算資源的方法，能夠?qū)⒕薮蟮南到y(tǒng)連接在一起以提供各種計(jì)算服務(wù)[13-14]。云計(jì)算主要分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（infrastructure as a service，IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（platform as a service，PaaS）、軟件即服務(wù)（software as a service，SaaS）3個(gè)類型的服務(wù)[15]。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是通過借鑒基于云計(jì)算的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型[16]搭建云平臺(tái)，為地理位置分散的智能手機(jī)客戶端和醫(yī)生PC（personal computer）端提供服務(wù)，患者數(shù)據(jù)由云端統(tǒng)一管理，將院中、院后信息有效整合，并方便共享，同時(shí)提高可靠性和安全性。

1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的糖尿病院后健康監(jiān)測管理系統(tǒng)采用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)，搭建醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)、院后外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫雙網(wǎng)模式的云平臺(tái)，并且實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)、智能手機(jī)客戶端和醫(yī)生PC端數(shù)據(jù)同步，方便體征數(shù)據(jù)的長期存儲(chǔ)和再利用，讓數(shù)據(jù)更安全，其架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。主要工作流程為：血糖儀、數(shù)字血壓計(jì)和體脂儀等個(gè)人健康設(shè)備為家庭體征采集終端，通過藍(lán)牙將采集的數(shù)據(jù)上傳給智能手機(jī)客戶端，客戶端存儲(chǔ)體征數(shù)據(jù)到本地?cái)?shù)據(jù)庫并通過Wi-Fi等無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)同步上傳到云服務(wù)平臺(tái)，患者可通過手機(jī)客戶端APP查閱歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)、出院提醒和進(jìn)行健康評估，發(fā)現(xiàn)異?？删o急呼救。云平臺(tái)服務(wù)器端對客戶端上傳的院后體征數(shù)據(jù)和醫(yī)院PC端上傳的患者院中信息進(jìn)行存儲(chǔ)整合，醫(yī)護(hù)人員通過PC端登錄云服務(wù)平臺(tái)網(wǎng)站在線監(jiān)測患者的院后體征參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)干預(yù)管理，且方便查閱患者院中、院后數(shù)據(jù)，進(jìn)行定期隨訪和優(yōu)化用藥方案，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)一對一或一對多的看護(hù)方式[17]，這樣既可以縮短診治時(shí)間以及減少患者醫(yī)療費(fèi)用，又可以提高院后護(hù)理效率。

1.2.1 智能手機(jī)客戶端

智能手機(jī)客戶端作為體征數(shù)據(jù)收發(fā)的橋梁，主要負(fù)責(zé)與個(gè)人健康監(jiān)測設(shè)備建立藍(lán)牙連接、接收監(jiān)測設(shè)備采集的體征數(shù)據(jù)、暫存數(shù)據(jù)到本地?cái)?shù)據(jù)庫以及向云服務(wù)器端上傳數(shù)據(jù)，核心是負(fù)責(zé)體征數(shù)據(jù)的接收和上傳。手機(jī)客戶端通過藍(lán)牙接收個(gè)人健康設(shè)備監(jiān)測的數(shù)據(jù)和上傳到云服務(wù)端，其流程如圖2所示。智能手機(jī)與云服務(wù)器通過Wi-Fi、3G等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)都接入Internet實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，兩者之間的通信方式采用基于TCP/IP的Socket通信機(jī)制[18]，分別為客戶端和服務(wù)器端編寫程序，以保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定上傳和接收。而客戶端應(yīng)用程序主要有體征記錄、院后管理、院后檔案、移動(dòng)呼救及設(shè)置五大功能模塊。其訪問流程如圖3所示。

圖1 基于云平臺(tái)的糖尿病院后健康監(jiān)測管理系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 智能手機(jī)客戶端數(shù)據(jù)傳輸流程圖

1.2.2 云服務(wù)器端功能設(shè)計(jì)

考慮到糖尿病患者出院后家庭體征監(jiān)測數(shù)據(jù)的上傳以及實(shí)際工作中醫(yī)生對患者健康的家庭跟蹤隨訪、信息調(diào)閱和發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)干預(yù)的需求，對系統(tǒng)云服務(wù)器端做出如圖4所示的功能設(shè)計(jì)，以管理員角色為例，主要有平臺(tái)管理、用戶管理、體征管理、院后檔案、院后管理和急救管理六大功能模塊。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)對糖尿病患者出院后繼續(xù)跟蹤治療等個(gè)性化需求分析，智能手機(jī)客戶端開發(fā)軟件采用Eclipse集成開發(fā)環(huán)境下的Android軟件開發(fā)工具，用Java語言開發(fā)編程，主要方便患者出院后體征監(jiān)測數(shù)據(jù)的上傳存儲(chǔ)、健康評估、異常緊急呼救等；醫(yī)生PC端開發(fā)軟件是基于.Net框架在 Microsoft Visual Studio 2010集成開發(fā)環(huán)境下采用C#進(jìn)行網(wǎng)站開發(fā)，方便患者復(fù)診預(yù)約、醫(yī)生對患者的家庭健康跟蹤和數(shù)據(jù)的調(diào)閱等；均使用Microsoft SQL Server 2008作為數(shù)據(jù)庫軟件。

圖3 客戶端應(yīng)用程序訪問流程圖

圖4 云服務(wù)器端功能設(shè)計(jì)圖

2.1 客戶端APP功能模塊實(shí)現(xiàn)

（1）體征記錄模塊。2型糖尿病患者出院后需要對血糖、血壓、體質(zhì)量等進(jìn)行長期監(jiān)測，以歐姆龍數(shù)字血壓計(jì)、歐姆龍?bào)w脂儀和邁瑞H900家用監(jiān)護(hù)儀等作為體征采集終端，通過藍(lán)牙與三星GT-i9500智能手機(jī)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫，通過網(wǎng)絡(luò)同步上傳到云平臺(tái)服務(wù)器，方便歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的查閱。出現(xiàn)體征異常時(shí)會(huì)有個(gè)性化提示。

（2）院后管理模塊。患者出院后的注意事項(xiàng)錄入到出院提醒，客戶端自動(dòng)同步服務(wù)器端的醫(yī)囑等提醒，到點(diǎn)提醒患者，患者也可手動(dòng)添加、修改和刪除需提醒的事項(xiàng)。此外，將滿意度調(diào)查推送到APP，提示患者填寫調(diào)查問卷，能跟進(jìn)和提高對患者院后的護(hù)理效率，從而更好地為患者繼復(fù)服務(wù)。

（3）健康評估模塊。系統(tǒng)每個(gè)月對患者體征數(shù)據(jù)進(jìn)行健康評估，主要評估測量的次數(shù)（少則建議，多則鼓勵(lì)）并以圖表形式顯示一個(gè)月以來體征的趨勢，如有異常會(huì)進(jìn)行個(gè)性化提示，建議患者復(fù)診，并且把健康評估推送到智能手機(jī)客戶端，患者可通過智能終端APP查看系統(tǒng)的健康評估。

（4）移動(dòng)呼救模塊?；颊甙l(fā)生事故時(shí)發(fā)出呼救，客戶端自動(dòng)啟動(dòng)全球定位系統(tǒng)（global positioning system，GPS）定位和急救功能，并把當(dāng)前事故發(fā)生位置、發(fā)生的事先預(yù)定義事件和語音呼救信息上傳到南方院后云服務(wù)平臺(tái)，同時(shí)撥打120，并把發(fā)生事故的信息和位置以短信的方式發(fā)送至監(jiān)護(hù)人手機(jī)上，在此過程中，所有的通話都會(huì)打開揚(yáng)聲器和自動(dòng)接通電話。南方院后云服務(wù)平臺(tái)網(wǎng)站上會(huì)自動(dòng)彈出急救信息，并顯示呼救者的檔案和發(fā)生事故的位置，當(dāng)醫(yī)護(hù)人員確認(rèn)該急救時(shí)手機(jī)客戶端會(huì)語音提示該急救信息已經(jīng)處理。

2.2 運(yùn)行測試

利用Eclipse ADT開發(fā)工具將糖尿病院后健康監(jiān)測管理系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目打包成APK安裝包，上傳至后臺(tái)文件服務(wù)器。以三星GT-i9500智能手機(jī)作為系統(tǒng)運(yùn)行測試終端，利用Wi-Fi從文件服務(wù)器上下載APK安裝包并安裝運(yùn)行。以歐姆龍數(shù)字血壓計(jì)、歐姆龍?bào)w脂儀和邁瑞H900家用監(jiān)護(hù)儀作為體征采集終端，通過藍(lán)牙與三星GT-i9500智能手機(jī)客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。云平臺(tái)是由20臺(tái)服務(wù)器搭建組成的Hadoop集群，CPU采用IntelXeonE5504，內(nèi)存為8GB DDR3，2塊1 000 Mbps以太網(wǎng)卡，4塊1 TB SATA硬盤，存儲(chǔ)空間共計(jì)80 TB，每臺(tái)服務(wù)器均接入千兆匯聚層交換機(jī)，交換機(jī)萬兆上聯(lián)，并搭載64位CentOS 5.4操作系統(tǒng)，滿足海量數(shù)據(jù)的快速存取和處理需求[19]。在網(wǎng)絡(luò)連通狀態(tài)下對系統(tǒng)進(jìn)行了測試，因論文篇幅限制，只列出了客戶端APP部分功能界面，如圖5所示。系統(tǒng)服務(wù)端南方院后云服務(wù)平臺(tái)網(wǎng)站進(jìn)行復(fù)診預(yù)約和急救地點(diǎn)管理的Web頁如圖6所示。經(jīng)測試運(yùn)行，驗(yàn)證了基于云平臺(tái)的糖尿病院后健康監(jiān)測管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有可行性。

圖5 客戶端APP界面

3 結(jié)語

與2型糖尿病患者出院后傳統(tǒng)診治模式相比，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)有以下明顯優(yōu)勢：

（1）患者在家通過手機(jī)客戶端上傳監(jiān)測的體征數(shù)據(jù)到云平臺(tái)，減少了往返醫(yī)院進(jìn)行體征監(jiān)測和復(fù)查的次數(shù)以及由此造成的醫(yī)療費(fèi)用和時(shí)間浪費(fèi)，并可登錄云平臺(tái)網(wǎng)站進(jìn)行歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)查閱和復(fù)診預(yù)約等；

圖6 南方院后云服務(wù)平臺(tái)復(fù)診預(yù)約和急救地點(diǎn)管理網(wǎng)頁

（2）系統(tǒng)手機(jī)客戶端本身自帶SQLite數(shù)據(jù)庫，患者可離線存儲(chǔ)和查看體征歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，有效避免因網(wǎng)絡(luò)故障丟失數(shù)據(jù)的情況；

（3）醫(yī)護(hù)人員通過云平臺(tái)網(wǎng)站可以一對一或一對多方式對患者進(jìn)行家庭健康跟蹤和在線監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)干預(yù)管理，節(jié)省了護(hù)理時(shí)間，并提高了護(hù)理效率；

（4）監(jiān)測的體征數(shù)據(jù)可長期存儲(chǔ)在云端，成為可再利用的“活”數(shù)據(jù)，院中、院后數(shù)據(jù)能得到有效整合，方便患者復(fù)診轉(zhuǎn)診時(shí)為醫(yī)護(hù)人員診斷提供有價(jià)值的參考；

（5）存儲(chǔ)在云端的數(shù)據(jù)具有安全驗(yàn)證，不會(huì)因?yàn)槲词跈?quán)而泄露數(shù)據(jù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性，保護(hù)了患者的信息。

為方便2型糖尿病患者出院后家庭健康跟蹤繼續(xù)治療以及根據(jù)某醫(yī)院的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)的基于云平臺(tái)的糖尿病院后健康監(jiān)測管理系統(tǒng)，已按計(jì)劃完成基本功能，并提供可視化的用戶操作界面，使用戶與系統(tǒng)之間具有良好的交互性。系統(tǒng)簡易實(shí)用，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，能改變傳統(tǒng)糖尿病被動(dòng)的診治模式和改善患者院后延續(xù)醫(yī)療服務(wù)的救治停滯和延遲，真正體現(xiàn)以患者為中心的院后延續(xù)醫(yī)療服務(wù)，具有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景。

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（收稿：2014-08-22 修回：2014-12-15）

Design and realization of post-discharge diabetes patient health monitoring and management system based on cloud platform

ZENG Xiao-hua1,GUO Wen-ming1,ZHU Xu-yang1,CAI Rong-jie1,YANG Xiao-yan1,LIU Hong-mei2
（1.Network Center of Nanfang Medical University,Guangzhou 510515,China; 2.The Third Affiliated Hospital of Nanfang Medical University,Guangzhou 510515,China）

ObjectiveTo store the vital signs data of type II diabetes patient for inquiry and tracking by the doctor. MethodsMobile network,Bluetooth and cloud technologies were used to develop the system based on cloud platform, which was composed of cloud client and cloud server.ResultsThe system realized the functions of uploading and storing of self-monitoring data,emergency alarming and re-treatment appointment,and thus reduced the times going to hospital and the time for treatment,and facilitated the doctor to visit the history data and to perform timely intervention in case of emergencies.ConclusionThe system enhances the diagnosis and treatment efficiency of post-discharge type II diabetes patient,and may has a brilliant future in individual mobile healthcare. [Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（4）：56-59，88]

type II diabetes patient;cloud platform;post-discharge medical service;timely intervention

R318；TP311.5；TN929.53

A

1003-8868（2015）04-0056-05

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.04.056

廣州市產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目（2012Y5-00002）；廣州市科技攻關(guān)項(xiàng)目（2013 J4300072）；廣東省戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目（2012A010701013）；粵港關(guān)鍵領(lǐng)域重點(diǎn)突破項(xiàng)目（2011A011304001）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2012 B040305006）

曾小華（1986—），男，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，E-mail：1505493229@qq.com。

510515廣州，南方醫(yī)科大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心（曾小華，郭文明，朱旭陽，蔡榮杰，楊小燕）；510515廣州，南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院（劉紅梅）

郭文明，E-mail：gwm@fimmu.com