摘要：为解决老年人慢性病的实时监测以及急性病的突发问题，本文提出家庭智能医疗系统，时刻关注老年人的健康问题，达到紧急病情及时发现、及时治疗，慢性病情实时关注的目的。本文设计了一个专为老年人服务的家庭智能医疗监护系统。这个系统主要由三大模块组成：智能医疗终端、服务器、客户端。智能医疗终端主要负责数据的采集、报警，老人独自在家中时的突发状况能及时被发现。服务器将所收集到的数据进行存储，并且对数据进行分析和处理，老人的健康状况能够实时监测。老年人自己及家属利用客户端可以实时获取健康状态信息，将服务器收集到的数据和分析得到的结果反馈给用户以便于对老人健康的监护与疾病预防。该系统的设计可以有效的解决老人在家中健康的监护和监测问题。
关键词：智能医疗；健康监控；数据分析
0引言
目前我国人口趋于老龄化，老年人的健康问题是社会关注的热点。医疗资源的分配不均使部分病人不能得到很好的救治。老年人在家中突发疾病不能及时被发现，也是亟待解决的问题。有些慢性疾病不易察觉，在生活中威胁老年人生命安全的隐患也越来越多。这些问题出现也使人们在这方面有了更多的需求。因此，急需智能医疗系统解决上述问题。目前，人工智能的发展正濒临奇点的状态，人工智能在医疗领域有着巨大的发展潜力。从积极的方面来说数据不断积累和数据库的不断壮大，人工智能可以在很大程度上缓解公共卫生长期学习对医疗数据的分析功能的不断提升[1]。在智能医疗方面，截至目前为止，在国外已经形成较为完善的智能医疗体系，在智能医学器件、医疗信息管理和远程医疗几个方面都有着非常高的水平。但在国内，相较于其他发达的领域来说，信息化建设整体水平还很落后，智能医疗起步较晚，尤其在面对老人的智能医疗方面的研究还不太完善[2]。随着各种疾病问题的出现，老年人的生活健康问题的关注度也越来越高。本文针对各种慢性疾病和突发病的监测与防治设计了一个对老人生活健康监护的系统。本文设计的系统优势在于能够对老人的生活健康进行多方面的监控，再通过大数据分析对老人健康状况进行分析与反馈，遇到问题时能及时给出处理方案和应对措施。报警功能也为老人的安全上了双重保险。本文设计的系统意义在于为老年人提供一个更安全、更可靠、更智能的家居环境，给老人的生活多一层保障，让老人能够更舒适安心地生活，也减轻子女的负担。对于老人自身来说，为老人们提供了一个安全舒适的环境，给老人的健康提供了保障，提高老人的生活质量；对于家庭来说，相关健康、饮食、养生知识的推送，降低老人的得病率，家庭幸福度也随之上升；对于社会来说，身体健康指标的实时监测，紧急病情及时发现、及时治疗，慢性病情实时关注，降低了老人的死亡率，对社会的进步也有贡献。
1系统总体架构
本家庭智能医疗系统总体构架包括三大模块——家庭智能医疗终端、云服务器和客户端。总体架构图如图1所示。智能医疗终端负责数据的采集、报警的发起、简洁推送信息的接收。服务器负责数据的分析和存储、报警的转发、健康数据的分析，信息的推送。客户端负责数据的查询、报警的接收、接收推送信息。本系统的功能主要有健康监测功能、健康知识推送功能，报警功能。监测功能包括心率检测、跌倒检测和睡眠质量检测、血糖血压监测等。推送功能包括饮食规划推送、身体健康状况推送和医生建议推送，能够及时对老人的健康状况进行反馈并给出对应方案；报警功能分为手动报警、突发报警和跌倒检测报警。本文系统分模块设计，除基本必备模块外，对于不同类别的人群可以根据需要进行不同模块的选择。
2模块设计
2.1家庭智能终端设计
智能医疗终端由使用者携带，以获取健康数据。智能医疗终端将做成智能手环的形式方便使用者佩戴。配合其他智能终端，如血糖仪、血压仪等进行健康数据的监测。终端结构图如图2所示。以下将从智能医疗终端的三个子系统主要功能进行分别介绍，主要包括：健康监测系统、信息显示推送系统功能和安全报警系统功能。
2.1.1健康监测系统
监测功能主要是对使用者的健康数据进行监测，主要对使用者的心率、睡眠质量、血糖、血压、体温等参数进行监测，同时对用户进行跌倒检测。单片机连接光电传感器，利用其透射测量方式对心率进行监测；三轴加速度传感器对睡眠质量进行监测；温度传感器对体温进行监测；并利用三轴加速传感器进行跌倒检测；并且外接智能检测设备对血糖、血压进行监测。所有监测信息在手环屏幕上显示。睡眠监测包括入睡监测、深睡浅睡监测，利用三轴加速度传感器数据进行分析。具体数据分析过程服务器完成。若夜间长时间不动则视为进入深度睡眠，若白天长时间不动则进行久坐提醒，或考虑有危险情况发生。智能血糖仪、血压仪在每次测量完成后，会将测量所得数据通过蓝牙的方式传给智能终端并在屏幕上显示相应的数据。所有传感器测量所得数据通过蓝牙方式传输给手机客户端，由手机客户端通过互联网传给服务器，再由服务器进行存储及数据分析。
2.1.2信息显示推送系统
此功能主要是对使用者健康状况的分析结果和医疗健康建议进行推送和显示。服务器将信息完整部分推送到手机客户端上，精简版会在手环上推送和显示。戴上手环后，心率、体温等信息会实时显示在屏幕上，每次睡眠结束后，系统都会推送睡眠质量和深度睡眠时间。根据老人的健康状况系统也会定期在客户端及手环推送健康知识和生活建议。健康状况：根据历史数据，进行数据分析，对用户一天、一周、甚至一年的数据进行统计分析，给出相关统计数据。健康建议：根据用户填写的病史以及近期采集的健康数据，对用户的身体健康状况进行分析，推送相应的建议及医学常识。
2.1.3安全报警系统
此功能主要是在特殊情况下进行提醒和报警。通过三轴加速传感器检测到老人有较快的垂直位置变化时，会进行跌倒报警，会对家人发送提醒信息。实时的心率检测超出正常范围内时也会进行报警。老人也可进行手动报警，若感到身体不适或疾病突发等特殊情况，老人可以通过手环进行手动报警，手动报警会拨打120并给家人进行提醒。
2.2服务器设计
在本文智能医疗系统中，服务器有很重要的作用，其中包括数据存储、分析处理。用户的信息和终端收集到的信息都会存储在服务器中，服务器会对存储的信息进行分析，用户可以随时在服务器中查询存储的信息和数据分析得到的结果。
2.2.1服务器功能
服务器功能主要包括数据存储功能和数据分析功能。用户所有的信息如：姓名、家庭住址、身份证号、联系方式等重要信息也会存储在服务器中，用户也可以在服务器中查询老人的健康信息。每次自动报警和手动报警的记录也会存储在其中。终端收集到的健康信息也会存储在服务器中，如心率、睡眠质量、血糖血压等。服务器会定期对收集到的健康数据进行分析，每周每个月，服务器会将收集到的健康信息绘制成曲线表格，便于用户了解老人的身体情况。通过客户端向老人定期推送相关的健康知识，对慢性疾病进行预防，更合理的规划饮食和作息。
2.2.2数据库设计
存储主要由数据库完成，我们可以对数据库进行增、删、改、查的操作。数据库主要由三个表格构成，分别存储着用户的个人信息、收集到的老人的健康数据和报警记录。每一个用户有一个唯一标识，每个ID对应着一个用户，在个人信息的表格中会存储用户的姓名、身份证号、家庭住址、联系方式，以便于在在紧急状况下能够及时联系到用户和证明身份。除此之外，还会记录用户的病史和身体状况等信息；在健康数据的表格中会存储心率检测记录和睡眠质量，睡眠的开始时间与结束时间和深睡眠与浅睡眠的时间；以及其它血糖、血压等健康数据，在报警记录的表格中存储每一次报警的时间和报警的类型。
2.3客户端设计
客户端用于数据查询、信息的查询、历史健康数据查询。客户端可以是手机上APP或微信公众号、微信小程序或网页的形式，并且与终端和服务器相关联。每个终端最多只能对应三个用户，用户分为两种，老人和老人家属。客户端有注册登录功能，首次登录需要进行注册，用户需要设置用户名和密码，并需要填写身份证号，手机号等信息，通过手机验证码进行注册。初次登录填写病史、睡眠、饮食习惯等更多关于老人身体状况的信息。通过注册后，老人可以通过客户端进行健康数据检测：睡眠质量检测、心率检测、跌倒检测，老人也可根据自身需要进行血压血糖检测。客户端也会定期向老人推送各种健康知识。老人家属可以通过自己的手机客户端查询到老人的健康数据：心率曲线图，睡眠质量信息，入睡时间、醒来的时间、深睡/浅睡的起止时间等关于老人的健康信息。老人也可以通过客户端进行手动报警。老人的客户端若有跌倒警报或是进行了手动报警，病人家属的客户端也会收到警报信息。
3结论与展望
本文所设计的系统能够及时发现部分急性和慢性疾病，系统也会定期为老人发送健康信息，对许多慢性疾病都能够进行预防，从而降低老人的得病率也能减少就医次数。像脑梗、卒中、心梗等突发疾病需要在发病后短时间内及时进行就医，如果身边没有家属或其他人，无法及时就医，老人的生命安全就会受到很大的威胁。而这时自动报警系统就派上用场，系统如果检测到有突发疾病的出现会立即通知老人家属并拨打120，提高老人的存活率。由于时间的关系、能力的限制，本文有很多考虑不全的地方。本系统的功能还十分有限，人们会有各种各样的疾病，有各种健康数据需要监控，但该系统还不能做到监控到每一种健康数据，因此能够检测到的疾病也十分有限。许多慢性疾病也很难被检测出来。由于目前科技的限制，许多检测系统还不能做到十分完美，在跌倒报警和自动报警中可能会出现误报或是不能及时报警的情况，还需要家属对老人多关注防止意外的发生。
作者:李依宸 单位:陕西师范大学附属中学
