王丹丹，張海英，王云峰

(1. 中國科學(xué)院微電子研究所 新一代通信射頻芯片技術(shù)，北京 100029；2. 中國科學(xué)院微電子研究所 健康電子研發(fā)中心，北京 100029； 3.中國科學(xué)院大學(xué) 微電子學(xué)院，北京 100049)

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基于Android的醫(yī)療管理與干預(yù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王丹丹1,2,3，張海英2，王云峰2

(1. 中國科學(xué)院微電子研究所 新一代通信射頻芯片技術(shù)，北京 100029；
2. 中國科學(xué)院微電子研究所 健康電子研發(fā)中心，北京 100029； 3.中國科學(xué)院大學(xué) 微電子學(xué)院，北京 100049)

現(xiàn)代移動醫(yī)療越來越受到人們的重視，市場上也出現(xiàn)很多的醫(yī)療終端軟件，主要有電子檔案管理、免費(fèi)咨詢以及掛號預(yù)約等功能，醫(yī)生則根據(jù)用戶所說的相關(guān)癥狀分析其健康問題，但是在一些情況下也不可避免會發(fā)生誤診事件。針對這種現(xiàn)象，為減少誤診事件的發(fā)生，客戶端通過藍(lán)牙連接設(shè)備，獲取設(shè)備采集的各項(xiàng)健康數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器，并在服務(wù)器端和移動端繪制折線圖將其可視化。這樣醫(yī)生可以在分析用戶病例記錄的同時(shí)結(jié)合其各項(xiàng)健康數(shù)據(jù)折線圖，準(zhǔn)確地判斷病癥原因，從而提出更加實(shí)用的健康指導(dǎo)。

客戶端；服務(wù)器；藍(lán)牙連接；數(shù)據(jù)可視化

0 引言

智能手機(jī)是現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ畹碾S身攜帶的方便物品，市場上基于Android系統(tǒng)的移動終端占有很大比例。Android系統(tǒng)是基于Linux平臺的開源移動操作系統(tǒng)[1-2]。本文基于Android的醫(yī)療管理與干預(yù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用Android系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，在移動終端上實(shí)現(xiàn)快捷傳輸體征數(shù)據(jù)以及可視化用戶體征數(shù)據(jù)折線圖等功能，避免用戶單項(xiàng)描述癥狀而帶來不必要的誤診，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測用戶健康狀況，從而預(yù)防疾病的發(fā)生。

1 系統(tǒng)分析

本系統(tǒng)主要會從可行性分析和需求分析兩個(gè)角度論述該系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能以及具體實(shí)現(xiàn)流程。

1.1 可行性分析

Android是一種以Linux為基礎(chǔ)操作系統(tǒng)，是目前開放性最強(qiáng)的移動設(shè)備綜合平臺，使得運(yùn)營商、手機(jī)商以及產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)能夠更好、更快地將產(chǎn)品推向市場，同時(shí)降低產(chǎn)品成本。

現(xiàn)在市場上出現(xiàn)的移動醫(yī)療終端主要實(shí)現(xiàn)健康問答、免費(fèi)咨詢以及預(yù)約掛號等常用功能。其一，這種情況是在醫(yī)生不了解患者的病例史前提下；其二，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測用戶的相關(guān)健康檢測數(shù)據(jù)，這些都會導(dǎo)致醫(yī)生誤診的風(fēng)險(xiǎn)。針對這些情況，本設(shè)計(jì)中Web服務(wù)器可以查看用戶的病例史記錄，而且用戶端通過藍(lán)牙傳輸?shù)姆绞綄⒔】禉z測設(shè)別測量的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并繪制各項(xiàng)歷史健康數(shù)據(jù)折線圖，方便醫(yī)生直觀查看，提高準(zhǔn)確性。

1.2 需求分析

系統(tǒng)角色說明具體如下，根據(jù)該系統(tǒng)的使用范圍將角色主要分為用戶移動端和醫(yī)生Web服務(wù)器端。

1.2.1 用戶移動端

圖1 用戶移動端的功能及設(shè)計(jì)流程

用戶第一次使用時(shí)，通過手機(jī)號或者郵箱注冊，并通過SharedPreference[3]保存賬戶和密碼來實(shí)現(xiàn)自動登錄的功能，避免頻繁進(jìn)入登錄界面。開啟軟件選擇功能模塊，該軟件有消息、醫(yī)生、體征以及我的四個(gè)功能模塊，具體功能及設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

1.2.2 醫(yī)生Web服務(wù)器端

圖2 醫(yī)生Web服務(wù)器端的功能及設(shè)計(jì)流程

醫(yī)生注冊后進(jìn)入服務(wù)器慢病管理功能界面，該界面包含會員列表和健康測評兩個(gè)功能單元，各單元具體功能及設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

服務(wù)器將用戶ID、名字等信息數(shù)據(jù)保存在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL[4]中，并在我的會員模塊中使用pulltorefresh框架的PullToRefreshListView組件將用戶信息顯示，再通過增、刪、改、查等操作管理數(shù)據(jù)庫各表的用戶信息[4]，同時(shí)靈活地使用表的連接、合并等函數(shù)滿足本系統(tǒng)查詢的條件。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 醫(yī)生Web端實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)醫(yī)生Web服務(wù)器端主要使用Spring MVC框架[5-6]，分離控制器、模型對象、分派器以及處理程序?qū)ο螅屗鼈兏菀走M(jìn)行控制?？蛻舳税l(fā)出的HTTP請求發(fā)送給Web服務(wù)器，服務(wù)器對其進(jìn)行解析后，若匹配DispatcherServlet的請求映射路徑成功，將請求轉(zhuǎn)交給DispatcherServlet，然后找到處理請求的處理器Handler。再通過接口回調(diào)將ModelAndView對象發(fā)送給DispatcherServlet，然后轉(zhuǎn)化為視圖View返回給客戶端。其中服務(wù)器使用MySQL數(shù)據(jù)庫存儲，并使用Hibernate持久層框架，負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的操作。

在該系統(tǒng)服務(wù)器端使用JFreeChart組件繪制動態(tài)心電等數(shù)據(jù)折線圖。首先在Web.xml文件中，配置讀取圖片的Servlet[7]。自定義繪圖工具類ChartUtil，在該類中分別編寫用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)集和創(chuàng)建制圖對象的方法createDataSet()和createChart()，根據(jù)點(diǎn)擊事件將相應(yīng)的健康數(shù)據(jù)和創(chuàng)建數(shù)據(jù)集合對象綁定。再創(chuàng)建Servlet的類ChartServlet，通過doGet()方法處理制圖請求，最后在程序的首頁編寫index.jsp，提供查看樣式的超鏈接。其中Web健康測評功能模塊中的體征數(shù)據(jù)單元，可以繪制各項(xiàng)健康數(shù)據(jù)折線圖，如圖3所示。

圖3 血氧的折線圖

2.2 用戶終端的具體實(shí)現(xiàn)

患者需要注冊/登錄該軟件后，進(jìn)入基礎(chǔ)平臺功能模塊。該模塊由四部分子功能模塊組成，如圖4所示。

圖4 用戶端基本功能平臺

2.2.1 消息模塊

該模塊包含問答和預(yù)警兩個(gè)功能單元。問答和預(yù)警單元都是按照接口協(xié)議，使用開源框架android-async-http[8]建立AsyncHttpClient[9]對象mClient，并調(diào)用自定義post方法向服務(wù)器發(fā)送請求，代碼核心如下。

mClient.post(uri,null,new AsyncHttpResponseHandler(){

@override

public void onSuccess(byte[] data){

Gson localGson=new Gson();

Type loclaType=new TypeToken>() {}.getType();

AllResult localAllResult = (AllResult)localGson.fromJson(new String(paramAnonymous2ArrayOfByte), localType);

//將獲得的結(jié)果在顯示在listview組件上

}

@override

public void onFailure(Throwable e ,byte[] data){

Log.e(“Throwable”, “拋出異?！?;

}

});

分別接收醫(yī)患交流的信息記錄以及數(shù)據(jù)異常時(shí)返回的健康預(yù)警，并顯示在listview組件上。

2.2.2 醫(yī)生模塊

在醫(yī)生模塊中使用開源框架pulltorefresh更新醫(yī)生listview，通過setOnRefreshListener()方法監(jiān)聽其下拉刷新事件，很好地實(shí)現(xiàn)下拉刷新庫[10]。核心代碼如下。

public void onRefresh(PullToRefreshBase refreshView){

if(!isRefreshing){

isRefreshing=true;

updateList(true);

}else{

Listview.onRefreshComplete();

}

}

通過onItemClick方法監(jiān)聽listview的每個(gè)item，并跳轉(zhuǎn)到類ManageCom，調(diào)用隱示Intent.ACTION_SENDTO實(shí)現(xiàn)向醫(yī)生發(fā)送消息；調(diào)用隱示Intent.ACTION_DIAL使用撥號面板，再調(diào)用隱示Intent.ACTION_CALL實(shí)現(xiàn)撥打電話的功能。

2.2.3 體征模塊

該模塊包含體征數(shù)據(jù)采集和歷史體征數(shù)據(jù)折線圖兩個(gè)功能單元。

體征數(shù)據(jù)采集功能單元使用藍(lán)牙獲取設(shè)備測量的各體征數(shù)據(jù)，以血糖采集為例，如圖5所示?？蛻舳双@取藍(lán)牙適配器BluetoothAdapter[11]對象mBA，通過isEnabled()方法查詢藍(lán)牙設(shè)備開啟狀態(tài)。監(jiān)聽數(shù)據(jù)按鈕時(shí)，會默認(rèn)藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)。本文中系統(tǒng)首先使用BluetoothAdapter對象的getBondedDevices()方法得到配對設(shè)備BluetoothDevice的結(jié)果集并顯示，這樣可以避免對已經(jīng)配過對的設(shè)備再次搜索的麻煩，其代碼如下。

public List getBondedDevice(){

List devices=new ArrayList<>();

Set pairedDevices=mBA.getBondedDevices();

If(pairedDevices.size()>0){

for(BluetoothDevice device:pairedDevices){

devices.add(device);

}

}

return devices;

}

圖5 血糖采集功能實(shí)現(xiàn)界面

歷史體征折線圖：客戶端通過接口向服務(wù)器請求獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)果集，避免將大量的數(shù)據(jù)存儲在客戶端浪費(fèi)內(nèi)存的問題。

客戶端使用AChartengine[12]圖表庫，創(chuàng)建XYMutipleSeriesRenderer的實(shí)例renderer，用來給繪制的圖形做渲染的句柄，包括曲線的樣式和屬性等。創(chuàng)建放置曲線點(diǎn)的集合series，再創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)集XYMultipleSeriesDataset的實(shí)例mDataset，將點(diǎn)集添加到mDataset中。在新添數(shù)據(jù)時(shí)通過update()更新折線圖，這里先將新產(chǎn)生的點(diǎn)加入到點(diǎn)集series中，然后在循環(huán)體中將向右移動一位變換后的一系列點(diǎn)重新加入到點(diǎn)集中，最后更新視圖，具體代碼如下。

series.add(addX , addY);

for(int k=0;k

series.add(x[k] , y[k]);

}

mDataset.addSeries(series);

chart.Invalidate();

2.2.4 我的模塊

該模塊有記一下和修改密碼兩個(gè)單元。

其中，用戶可以選定時(shí)間后記錄自己的健康數(shù)據(jù)、身體體質(zhì)以及一些待問醫(yī)生的疑惑信息等，并可以選擇部分問題提交到服務(wù)器上以便醫(yī)生更加了解用戶的身體狀況，從而實(shí)現(xiàn)適時(shí)監(jiān)測用戶的身體健康。 監(jiān)聽“病例記錄”即可看見自己的歷史病例記錄，其界面如圖6所示。

圖6 病例記錄功能模塊

定義TAB頁面以及四行七列的GridView布局，創(chuàng)建星期、月份以及對應(yīng)天數(shù)的各數(shù)組。獲取當(dāng)前Date，計(jì)算再GridView中的位置，再將其他位置填寫數(shù)字。然后監(jiān)聽GridView，獲取選中Date數(shù)據(jù)以及新紀(jì)錄數(shù)據(jù)，并使用框架android-async-http向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。

在本文中通過監(jiān)聽手指左右移動事件，來監(jiān)聽月份的增加以及減少，在判斷年份text的變化，再重新填寫GridView中Date，這樣就使得TAB頁面被重復(fù)利用，減少布局文件所占資源，代碼會更加清晰易懂。核心代碼如下。

if(beginX-endX>minMove&&Math.abs(velocityX)>minVelocity){

if(month!=12)

month++;

else month=1;

}else if(endX-beginX>minMove&&Math.abs(velocityX)>minVelocity){

if(month!=1)

month--;

else month-=1;

}

tabs.add(tab);

init(tabs);

3 結(jié)論

現(xiàn)在人們越來越關(guān)注醫(yī)療健康的話題，本文設(shè)計(jì)了基于Android的醫(yī)療管理與預(yù)測系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中移動端復(fù)用了TAB頁面，實(shí)現(xiàn)了在醫(yī)生Web服務(wù)器端利用藍(lán)牙通信獲取用戶端設(shè)備采集的健康數(shù)據(jù)并可視化以及其他功能。在該系統(tǒng)中很好地結(jié)合了健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備和移動終端以及Web服務(wù)器的支持，使其具有很強(qiáng)的實(shí)用性。隨著智能終端的普及，該系統(tǒng)將會被廣泛推廣。

該系統(tǒng)尚存在需要優(yōu)化的地方，可以開發(fā)供IOS系統(tǒng)使用的APP，用戶端可以通過掃描二維碼的方式，選擇下載相應(yīng)系統(tǒng)下的APP，這樣就會較少使用該系統(tǒng)的移動端系統(tǒng)限制。

[1] 張建源. Android開發(fā)技術(shù)的學(xué)習(xí)及應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2014,3(12):62-64.

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The design and implementation of medical management and prediction system based on Android

Wang Dandan1,2,3, Zhang Haiying2, Wang Yunfeng2

(1. New Generation of RF Communications Chip Technology, Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;2. Health Electronic R & D Center, Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;3. Academy of Microelectronics, University of Chinese Academy of Sciences School of Electronic, Beijing 100049, China)

More people pay attention to modern mobile medical treatment . And there are many kinds of medical terminal software in the market, which have the functions sach as electronic file management, free consultation and registered appointment and so on. The doctors analyze their health problems according to the related symptoms mentioned by the users. In some cases, misdiagnosis can not be avoided. In this paper, in order to reduce the incidence of misdiagnosis, the client connects the device through Bluetooth acquiring the data of ECG and blood oxygen and so on.At the same time ,the client sends those data to the server.We draw the line chart to visualize it in the server and client. Doctors can analyze the user′s case records, combined with their health data, so that determine the cause of the disease accurately and put forward more practical health guidance.

client; server; Bluetooth connection; data visualization

TP3

A

10.19358/j.issn.1674- 7720.2017.12.030

王丹丹，張海英，王云峰.基于Android的醫(yī)療管理與干預(yù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2017,36(12)：102-105.

2016-12-25)

王丹丹(1990-)，女，碩士研究生，主要研究方向：醫(yī)療電子。

張海英(1964-)，女，博士，研究員，主要研究方向：射頻集成電路設(shè)計(jì)、健康電子醫(yī)療。

王云峰(1981-)，男，博士，副研究員，主要研究方向：射頻集成電路設(shè)計(jì)、便攜式醫(yī)療電子設(shè)計(jì)。