田 也,周志平,蔄志賢

(河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北 保定 071000)

1 研究背景

根據(jù)2021 年5 月11 日公布的第七次全國人口普查結(jié)果,我國0—14 歲人口約為2.5 億人,占比17.95%;15—59 歲人口約為8.9 億人,占比63.35%;60 歲及以上人口約為2.6 億人,占比18.70%,其中,65歲及以上人口約為1.9 億人,占比達(dá)到3.50%。 預(yù)計(jì)2030 年,我國老齡化比例將達(dá)到25%左右[1-2]。 隨著我國人口老齡化程度進(jìn)一步加深,傳統(tǒng)養(yǎng)老模式面臨著巨大困境,我國將加快構(gòu)建“以居家為基礎(chǔ)、社區(qū)為依托、機(jī)構(gòu)為補(bǔ)充、醫(yī)養(yǎng)相結(jié)合”的養(yǎng)老服務(wù)體系,并提出了“9703 格局的中國式養(yǎng)老模式”,即家庭養(yǎng)老90%,社區(qū)居家養(yǎng)老7%,機(jī)構(gòu)養(yǎng)老3%[3]。

進(jìn)入21 世紀(jì),互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突飛猛進(jìn),顛覆了人類的生產(chǎn)、生活組織方式。 在2015 年政府工作報(bào)告中,李克強(qiáng)總理首次提出“制定‘互聯(lián)網(wǎng)+’行動(dòng)計(jì)劃,推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合”,并在會(huì)議上通過了《“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)指導(dǎo)意見》,明確推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”,促進(jìn)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新、協(xié)同制造、公共服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)展目標(biāo)任務(wù)[4]。 其中“互聯(lián)網(wǎng)+”與居家養(yǎng)老、社區(qū)養(yǎng)老相融合,構(gòu)建養(yǎng)老新模式成為“互聯(lián)網(wǎng)+”公共服務(wù)的重要組成部分。

2 研究目的

健康狀況是以老年人晚年生活的質(zhì)量為基礎(chǔ),由于年老體弱、高慢性疾病患病率、自理能力減退及缺少陪護(hù), 老年人尤其是獨(dú)居老人,發(fā)生意外傷害或突發(fā)疾病后不能被社區(qū)工作人員或家人及時(shí)發(fā)現(xiàn)和救治的危險(xiǎn)增加,這給社區(qū)養(yǎng)老工作開展造成很大困難[5]。

當(dāng)前社區(qū)對(duì)于老年人的健康監(jiān)測主要通過上門走訪、鄰居反饋、電話咨詢等方式[6],存在監(jiān)測效率低、覆蓋面不全、監(jiān)測不及時(shí)等諸多弊端。 建設(shè)一套基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的老人健康狀況監(jiān)測預(yù)警平臺(tái),可通過實(shí)時(shí)采集老年人健康數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測、自動(dòng)分析、自動(dòng)預(yù)警,大大提升社區(qū)對(duì)本社區(qū)老年人的監(jiān)測力度、監(jiān)測效率,并可根據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)警情況,及時(shí)應(yīng)對(duì)老年人出現(xiàn)的各類突發(fā)狀況,大大降低了社區(qū)工作的監(jiān)測難度,解決了老年人尤其是獨(dú)居老人的健康監(jiān)測預(yù)警難題,真正做到獨(dú)居老人不再“孤獨(dú)”,提升老人的安全感、幸福感。

3 監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)的建設(shè)思路

監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)的設(shè)計(jì)基于老年人健康數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)制,實(shí)現(xiàn)社區(qū)對(duì)老年人點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的健康監(jiān)測,提升社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)工作效率,改善老年人尤其是獨(dú)居老人安全、健康監(jiān)測服務(wù)。 老年人健康監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)是通過數(shù)據(jù)采集終端采集老年人健康數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)采集終端將采集到的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心,數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對(duì)心率、血氧、位置等數(shù)據(jù)指標(biāo)分析形成監(jiān)測結(jié)果,并將分析結(jié)果通過健康監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)進(jìn)行展示、預(yù)警,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)老年人健康狀況的時(shí)時(shí)監(jiān)測,監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程,如圖1 所示。

圖1 監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)

建設(shè)老年人健康監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)需要從數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、可視化預(yù)警平臺(tái)4個(gè)方面來著手建設(shè)。

3.1 數(shù)據(jù)采集終端

數(shù)據(jù)采集終端是采集老年人體征數(shù)據(jù)的關(guān)鍵設(shè)備,可采用小米公司的小米手環(huán)、華為公司的華為手環(huán)、蘋果公司的iWatch 等設(shè)備。 以上終端設(shè)備均可完成老年人健康數(shù)據(jù)的采集工作。

3.1.1 健康數(shù)據(jù)采集

常見的智能手環(huán)具有采集心率、血氧等健康數(shù)據(jù)的功能[7]。 心率和血氧飽和度是反映老年人身體健康狀態(tài)最重要也是最直觀的體征指標(biāo)。 正常人的心率一般為60～100 次/分[8],根據(jù)年齡、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化,心率一般也不會(huì)低于40 次/分,不高于160 次/分。 智能手環(huán)可時(shí)時(shí)采集心率數(shù)據(jù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)老年人是否存在心率異常甚至心搏驟停等問題。 正常人體動(dòng)脈血的血氧飽和度為98%,當(dāng)動(dòng)脈血氧飽和度低于94%時(shí),人體表現(xiàn)為供氧不足,出現(xiàn)頭疼、記憶力減退、呼吸障礙等癥狀,通過血氧指標(biāo)監(jiān)測可及時(shí)發(fā)現(xiàn)老年人是否存在血氧飽和度不足導(dǎo)致的各類風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.2 位置數(shù)據(jù)采集

智能手環(huán)可以通過上傳定位數(shù)據(jù)來追蹤老年人的時(shí)時(shí)位置。 系統(tǒng)管理人員可以在監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)后臺(tái)為老年人設(shè)置電子圍欄,當(dāng)老年人超出電子圍欄設(shè)定的安全范圍時(shí),平臺(tái)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信息,當(dāng)老年人走失時(shí)可追蹤老人活動(dòng)軌跡和位置信息。

3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集終端傳送數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能。 數(shù)據(jù)采集終端源源不斷地將數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái),且一個(gè)平臺(tái)中可存儲(chǔ)多人的數(shù)據(jù),隨著時(shí)間推移,所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量是巨大的。 將數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中將導(dǎo)致超級(jí)數(shù)據(jù)表的產(chǎn)生,對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 因此,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)需采用時(shí)時(shí)存儲(chǔ)為主,長期存儲(chǔ)為輔的存儲(chǔ)策略。

3.2.1 時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

智能手環(huán)、手表等數(shù)據(jù)采集終端將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心后,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心完成數(shù)據(jù)的時(shí)時(shí)存儲(chǔ)。時(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)采集終端近三天上傳的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量相對(duì)較少,因此時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫可采用MySQL、SqlServer 等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。 數(shù)據(jù)采集終端可能采用不同的智能設(shè)備,因此需要針對(duì)每種設(shè)備開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理接口,如小米手環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括設(shè)備ID、時(shí)間、心率、睡眠質(zhì)量、血氧飽和度、運(yùn)動(dòng)步數(shù)、位置等信息,在數(shù)據(jù)接入到本系統(tǒng)時(shí),需要提取設(shè)備ID、時(shí)間、心率、血氧飽和度、位置數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,用于老年人健康狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

3.2.2 長期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的目的是對(duì)短期內(nèi)傳輸來的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高效讀寫,隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加會(huì)必定會(huì)導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)的堆積,從而影響存儲(chǔ)效率。 大量的歷史數(shù)據(jù)可記錄老年人健康檔案,具有非常高的數(shù)據(jù)分析價(jià)值。因此,對(duì)于歷史數(shù)據(jù)可采取定期轉(zhuǎn)存的方式,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存可采用分表存儲(chǔ)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)兩種方式[9]。

3.3 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊提取有效數(shù)據(jù),從心率、血氧、位置等維度對(duì)老年人的健康狀況做出分析、評(píng)估,為可視化預(yù)警平臺(tái)提供數(shù)據(jù)支撐。 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)主要從健康數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)兩方面對(duì)老年人的狀況進(jìn)行分析。

3.3.1 基于心率、血氧數(shù)據(jù)的監(jiān)測

普通人的心率和血氧指標(biāo)都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)范圍,但每個(gè)個(gè)體之間會(huì)稍有差異,而老年人受年齡、健康狀況等因素的影響,心率和血氧指標(biāo)差異較大。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)每個(gè)人的心率、血氧數(shù)據(jù)都進(jìn)行了長期存儲(chǔ),數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)通過這些長期存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)老年人的心率、血氧指標(biāo)不斷修正,形成定制化的數(shù)字畫像。 而系統(tǒng)時(shí)時(shí)監(jiān)測到的心率、血氧數(shù)據(jù)一旦脫離其實(shí)際畫像的范圍則形成預(yù)警消息。 以心率數(shù)據(jù)為例,其監(jiān)測、預(yù)警流程,如圖2 所示。

圖2 心率監(jiān)測、預(yù)警流程

3.3.2 基于位置數(shù)據(jù)的監(jiān)測分析

位置數(shù)據(jù)能體現(xiàn)老人活動(dòng)軌跡,系統(tǒng)可根據(jù)每位老人的活動(dòng)范圍設(shè)定電子圍欄。 系統(tǒng)根據(jù)智能手環(huán)等設(shè)備傳輸?shù)奈恢脭?shù)據(jù)判定老年人是否超出電子圍欄范圍,一旦老年人的定位超出電子圍欄,系統(tǒng)則向社區(qū)工作人員發(fā)出超范圍活動(dòng)提醒,工作人員可及時(shí)聯(lián)系該老人,詢問其是否迷失方向,是否需要社區(qū)協(xié)助,通過社區(qū)監(jiān)測到的預(yù)警信息以及提供的主動(dòng)服務(wù)減少老年人走失風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 可視化預(yù)警平臺(tái)

可視化預(yù)警平臺(tái)是為系統(tǒng)管理人員設(shè)計(jì)的圖形化操作界面,通過這些功能界面操作人員可方便處理預(yù)警消息、完成功能設(shè)置。 可視化預(yù)警平臺(tái)主要包括時(shí)時(shí)預(yù)警中心、歷史數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)界面、功能設(shè)置界面。

3.4.1 時(shí)時(shí)預(yù)警中心

時(shí)時(shí)預(yù)警中心是對(duì)時(shí)時(shí)監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行展示、處理的界面。 數(shù)據(jù)展示界面按照消息緊急程度分為緊急預(yù)警消息和提醒提示消息兩個(gè)展示區(qū)。 緊急預(yù)警消息的優(yōu)先級(jí)最高,當(dāng)產(chǎn)生緊急預(yù)警消息時(shí)頁面自動(dòng)彈窗并發(fā)出警報(bào)聲音,彈窗內(nèi)容包括老人姓名、住址、聯(lián)系方式、危險(xiǎn)因素等信息。 提醒提示消息則在相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行展示,并對(duì)未處理的消息以紅色閃爍字體進(jìn)行提醒。 系統(tǒng)管理人員可通過點(diǎn)擊消息列表查看消息內(nèi)容,并對(duì)預(yù)警消息進(jìn)行處理。

3.4.2 數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)界面

數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)頁面可對(duì)各類消息按照預(yù)警級(jí)別、預(yù)警原因、預(yù)警人、處理方式等維度進(jìn)行分類匯總,點(diǎn)擊匯總數(shù)據(jù)可查詢預(yù)警消息的歷史處理記錄,包括消息內(nèi)容、處理時(shí)間、處理人、處理方式等。 該界面也可查詢某個(gè)人某段時(shí)間心率、血氧的歷史數(shù)據(jù)記錄并根據(jù)記錄數(shù)據(jù)繪制走勢圖。

4 結(jié)語

健康狀況監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)是一套將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與老年人健康監(jiān)測深度融合的系統(tǒng),通過對(duì)該系統(tǒng)的建設(shè)和研究,可探索創(chuàng)新老年人尤其是獨(dú)居老人居家養(yǎng)老新模式,實(shí)現(xiàn)對(duì)老年人健康狀況的被動(dòng)式監(jiān)測、主動(dòng)式服務(wù),大大提升老年人,尤其是獨(dú)居老年人的安全感、幸福感。