基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的慢病管理系統(tǒng)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的慢病管理系統(tǒng)

隨著中國經(jīng)濟(jì)的開展，慢性病已經(jīng)成為我國居民健康的最大威脅。而慢性病的治療往往需要很長的時間，占用了大量的醫(yī)療資源。本文介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的慢病管理系統(tǒng)，可以讓患者自己檢測慢病相關(guān)的指標(biāo)，并從系統(tǒng)中得到有益的健康指導(dǎo)，提高自己的健康水平，從而降低慢病治療的代價。一前言

隨著人民生活水平的提高，生活方式和飲食文化的改變，各種慢性疾病患病率逐漸增加，并呈現(xiàn)出年輕化趨勢，慢性病已經(jīng)成為我國居民死亡的主要原因。根據(jù)2000年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國慢性病死亡率占總死亡率的比例高達(dá)80.9%。另一方面，中國已經(jīng)進(jìn)入老齡社會，影響老年人生活質(zhì)量的最大因素之一就是慢性病，以上海為例，2023年老年人口中就有73.76%患有慢性疾病。

與其他疾病相比擬，慢性病具有病程長且病情遷延不愈的特點(diǎn)，因此針對于患者日常生活的干預(yù)治療顯得尤其重要。在目前中國醫(yī)療資源緊缺的情況下，借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對慢性病高危人群、患者的遠(yuǎn)程監(jiān)控、及時防治，是相對有效的一種方法。

本文將介紹基于物聯(lián)網(wǎng)、分布式效勞技術(shù)為根底而實(shí)現(xiàn)的慢病管理系統(tǒng)：通過集成的各種體征傳感器，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控慢病患者的生命體征，為醫(yī)生的遠(yuǎn)程診療提供支持，同時也可以讓慢病患者隨時了解自己的健康狀況，以期及時獲得治療。由于使用了效勞組件架構(gòu)技術(shù)，系統(tǒng)各組件都可以獨(dú)立運(yùn)行并提供Web效勞，而各組件間通過效勞組件架構(gòu)技術(shù)進(jìn)行組裝，從而可以讓各組件獨(dú)立演化而不會互相影響，同時可以方便的進(jìn)行功能擴(kuò)展。二系統(tǒng)架構(gòu)介紹

慢病具有多樣性，不可能存在通用的管理模式。隨著時間的推移，慢病的防治方法也可能改變。因此慢病管理系統(tǒng)本身必須考慮其修改的靈活性和擴(kuò)展性。

目前，由于面向效勞的體系架構(gòu)(Service-OrientedArchitecture，SOA)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)各組件間的松散耦合而被廣泛采用，慢病管理系統(tǒng)將采用SOA架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)不同組件間的松散耦合，讓各組件可以根據(jù)不同需求分別演化而不會彼此影響。

整個系統(tǒng)架構(gòu)見圖1，圖中各組件間通過Web效勞(WS)進(jìn)行交互，從而實(shí)現(xiàn)松散耦合。圖中上半局部是系統(tǒng)特有的組件，需要自行開發(fā);而下半局部那么是通用組件，有相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)，只需選擇現(xiàn)成的軟件并將其發(fā)布為效勞即可。

系統(tǒng)的特有組件包括藥物庫、循證醫(yī)學(xué)、個人健康檔案、慢病管理效勞、體征傳感集成效勞5個組件。慢病管理系統(tǒng)應(yīng)用界面是所有效勞的集成展示組件，通過集成后臺提供的組件效勞，由用戶通過Web界面、應(yīng)用或其他手段來進(jìn)行慢病管理。

系統(tǒng)的通用組件包括了企業(yè)效勞總線、事件流處理、效勞組件架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程管理、診療決策效勞，這5個組件都有相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)，慢病管理系統(tǒng)只是將其進(jìn)行了整合，以實(shí)現(xiàn)SOA架構(gòu)。其中企業(yè)效勞總線、事件流處理、效勞組件架構(gòu)是SOA架構(gòu)的根底。企業(yè)效勞總線用于集成不同的應(yīng)用，它所提供的效勞適配器可以讓慢病系統(tǒng)和其他效勞系統(tǒng)(如HIS、電子病歷等)進(jìn)行集成，從而解決了與其他醫(yī)療信息系統(tǒng)如何進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的問題。事件流處理用于監(jiān)測系統(tǒng)中發(fā)生的所有事件，并對發(fā)生的事件進(jìn)行相應(yīng)的處理，主要用于數(shù)據(jù)的實(shí)時分析、統(tǒng)計，可以用于審計工作。效勞組件架構(gòu)那么用于將各種Web效勞整合，重新封裝為適宜的組件效勞，通過這一技術(shù)，可以容易將系統(tǒng)擴(kuò)展為分布式效勞。同時，對于效勞使用者而言，這種擴(kuò)展是完全透明的，可實(shí)現(xiàn)“效勞云〞的功能，而該技術(shù)最大的好處是不需要花大量的資金來創(chuàng)立“云計算〞根底架構(gòu)就可以提供相似的功能。業(yè)務(wù)流程管理、診療決策效勞用于可視化的創(chuàng)立慢病管理流程和診療決策，并將創(chuàng)立結(jié)果即時應(yīng)用于系統(tǒng)中。由于系統(tǒng)開發(fā)人員往往無法真正了解醫(yī)療方面的內(nèi)容，使用這兩個組件便可以讓醫(yī)生參與到系統(tǒng)的設(shè)計中來，真正滿足醫(yī)生的業(yè)務(wù)需求，從而提高系統(tǒng)的實(shí)用性和靈活性。慢病管理系統(tǒng)的完整架構(gòu)，強(qiáng)調(diào)了SOA架構(gòu)的靈活性和通用性。關(guān)鍵字：歐姆龍三個人健康檔案

在慢病管理的防治上，主要依靠的是患者自己的努力，包括養(yǎng)成良好的生活、飲食習(xí)慣，按時服藥等，醫(yī)生只是輔助作用。因此不同于以往以醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)生為中心的醫(yī)療信息系統(tǒng)，慢病管理系統(tǒng)是以慢病患者為中心進(jìn)行設(shè)計，在用戶數(shù)據(jù)的設(shè)計上，也和以往的醫(yī)療信息系統(tǒng)完全不同。目前提出的個人健康檔案是一種以擁有人為中心，綜合管理個人健康信息的方案，能較好滿足系統(tǒng)的設(shè)計需求。

另一方面，在慢病的管理中，醫(yī)生的作用是不可或缺的，患者需要醫(yī)生的專業(yè)知識才能更有效地進(jìn)行慢性病防治。為了讓醫(yī)生可以參與到慢病管理的過程中來，慢病管理系統(tǒng)與現(xiàn)有醫(yī)療系統(tǒng)的集成是必須要考慮的，其中包括了數(shù)據(jù)交換問題。為了保證與各種系統(tǒng)的正確對接與交互，最正確方法就是選擇已有的標(biāo)準(zhǔn)。

中國目前關(guān)于個人健康檔案的最新標(biāo)準(zhǔn)是衛(wèi)生部2023年發(fā)布的《健康檔案根本架構(gòu)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(試行)。因此慢病管理系統(tǒng)中的個人健康檔案結(jié)構(gòu)，就是以此標(biāo)準(zhǔn)為根底設(shè)計的。標(biāo)準(zhǔn)主要給出了個人健康檔案需要包含的最小數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合，在設(shè)計時，根據(jù)國家公布的慢性病防治指南進(jìn)行了相應(yīng)的擴(kuò)充。另外，標(biāo)準(zhǔn)本身未給出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這就無法表達(dá)各數(shù)據(jù)項(xiàng)間的邏輯結(jié)構(gòu)，不利于數(shù)據(jù)的存儲與傳輸。目前國內(nèi)關(guān)于個人健康檔案的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)還沒有制定，國際上采用頻率比擬高的個人健康檔案標(biāo)準(zhǔn)是澳大利亞和歐洲共同提出的openEHR。因此我們在設(shè)計個人健康檔案時，局部參考了openEHR標(biāo)準(zhǔn)。

從定義上來說，個人健康檔案應(yīng)該包含個人一生所有的健康相關(guān)內(nèi)容，但針對于慢病管理系統(tǒng)來說，只關(guān)心個人本身的身份信息和健康信息，因此系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的個人健康檔案的構(gòu)成可以簡化為圖2。其中根本信息局部包含姓名、性別、年齡、地址等內(nèi)容，這局部的內(nèi)容根本參照了openEHR設(shè)計。而健康信息局部那么是根據(jù)慢病管理的實(shí)際需求設(shè)計，主要是保證系統(tǒng)的擴(kuò)展性和執(zhí)行效率，包含了患者病史、隨訪記錄、慢病信息和檢測信息四個局部。這四局部數(shù)據(jù)是慢病管理效勞的根底，通過體征傳感集成效勞獲得的數(shù)據(jù)也將提交到這里。四藥物庫

作為慢病管理的最重要局部就是讓患者準(zhǔn)時、準(zhǔn)確服藥，而為了到達(dá)這個目的，得到準(zhǔn)確的藥物信息是必須的。藥物庫的作用就是提供準(zhǔn)確的藥物信息，從而讓慢病管理效勞組件中的程序可以通過患者的相關(guān)信息給出合理的用藥提示，比方通過了解患者的用藥史，提示用戶不能服用哪些藥物。

我們設(shè)計的藥物庫包含了2000多種西藥，并且全部實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化。藥物庫中設(shè)計的藥物信息結(jié)構(gòu)，如圖3所示。圖中的內(nèi)容只是簡化示意，未包括全部內(nèi)容，比方配伍禁忌是和劑型相關(guān)的。

目前藥物庫的建設(shè)還在進(jìn)行中，下一步的工作將參加中成藥的信息。由于藥物庫是作為Web效勞發(fā)布的，可以獨(dú)立運(yùn)行，因此在后續(xù)工作中，還會參加基因的相關(guān)信息、藥物靶標(biāo)信息和催化酶信息等，從而可以用于個性化醫(yī)療中。五體征傳感集成效勞

在慢病管理系統(tǒng)中，能夠及時得到高危人群或患者的體征信息，對于慢病的防治是有很大幫助的。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開展，通過無線傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的遠(yuǎn)程生命體征采集已經(jīng)成為可能，而且價格低廉。在慢病管理系統(tǒng)中，生命體征的數(shù)據(jù)采集架構(gòu)如圖4所示：傳感器(如血壓計、血糖儀)統(tǒng)一包含了RFID讀取設(shè)備和無線傳輸模塊，其中RFID讀取設(shè)備用于辨識用戶;同時，在上傳用戶的檢測信息時RFID的信息也會同時上傳，便于后臺效勞器的數(shù)據(jù)集成。無線傳輸模塊那么用于數(shù)據(jù)的傳輸，包括兩種傳輸方式：一種是通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，然后由將?shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸?shù)胶笈_效勞器;另一種那么是通過GPRS將數(shù)據(jù)直接傳送給效勞器。是整個體征傳感器集成模塊的核心，它可以對傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行前期的處理，也可以讓使用者查看數(shù)據(jù)變化趨勢，針對異常數(shù)據(jù)給出進(jìn)一步診療建議。同時當(dāng)效勞器端在對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析后，可用于接收分析結(jié)果。

體征傳感集成效勞通過效勞組件架構(gòu)提供基于HTTP協(xié)議的RESTfulWS(WebServicebyRepresentationalStateTransfer)效勞，它和之間的傳輸采用一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式JSON(JavaScriptObjectNotation)。而傳感器由于本身具有多樣性，因此并未強(qiáng)制限定傳感器必須輸出JSON結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。如果傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不是JSON結(jié)構(gòu)，那么通過企業(yè)效勞總線上配置的特定效勞適配器進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，再傳輸給體征傳感集成效勞。六循證醫(yī)學(xué)

每年，都有大量的醫(yī)學(xué)研究結(jié)果被發(fā)表，然而同時，醫(yī)療界卻不能很方便地獲取這些研究成果，并將之歸納、總結(jié)，進(jìn)而應(yīng)用于臨床治療。循證醫(yī)學(xué)就是為解決這個問題而誕生的：通過對最新相關(guān)文獻(xiàn)的歸納、總結(jié)，將得出的新知識提供應(yīng)臨床醫(yī)生使用，進(jìn)而得出針對個體患者最有效的治療方案。其核心思想是：任何醫(yī)療決策確實(shí)定都應(yīng)基于客觀的臨床科學(xué)研究依據(jù);任何臨床的診治決策，必須建立在將當(dāng)前最好的研究證據(jù)與臨床專業(yè)知識和患者的價值相結(jié)合的根底上。

目前國際上已經(jīng)存在一些比擬好的循證醫(yī)學(xué)網(wǎng)站，比方cochrane、MDConsult，可以通過輸入疾病、藥物等關(guān)鍵字獲得相應(yīng)的分析結(jié)果。只是這些結(jié)果比擬專業(yè)，普通用戶無法正確理解。因此慢病管理系統(tǒng)中的循證醫(yī)學(xué)組件，并不專注于如何從大量文獻(xiàn)中獲取新知識，它根據(jù)用戶的一些特殊表現(xiàn)，比方疾病名稱、生活習(xí)慣等作為關(guān)鍵字，從循證醫(yī)學(xué)網(wǎng)站獲取相應(yīng)結(jié)果，將結(jié)果轉(zhuǎn)換為一般用戶能夠理解的內(nèi)容，再反應(yīng)給用戶。

目前科研界的某些研究內(nèi)容本身是和個人的日常生活習(xí)慣相關(guān)的。比方在高血壓的研究中，不少文件指出過量食鹽將增加高血壓風(fēng)險。因此將這些內(nèi)容展示給用戶是很有意義的。將循證醫(yī)學(xué)的內(nèi)容集成到慢病管理系統(tǒng)中的作用，就是讓普通患者也可以了解到醫(yī)療界的最新研究結(jié)果，及時糾正自己的健康誤區(qū)，從而提高其自身的健康管理能力。七慢病管理效勞

慢病管理效勞組件是針對特定慢性病開發(fā)的管理組件。由于不同的慢性病其日常管理流程不同，因此需要分別開發(fā)。雖然不同的慢病會開發(fā)不同的管理組件，但是所有慢病管理效勞組件需要調(diào)用的其他組件效勞是相同的：疾病相關(guān)的數(shù)據(jù)采集功能由體征傳感集成效勞提供，診療分析所用的數(shù)據(jù)由個人健康檔案組件提供，而服用藥物相關(guān)的推薦或警告信息那么由藥物庫組件提供，同時一些最新的慢病相關(guān)教育信息那么由循證醫(yī)學(xué)組件提供。

為保證系統(tǒng)的靈活性，慢病管理效勞中的管理流程由業(yè)務(wù)管理流程組件提供。其好處是如果需要對某些慢性病的管理流程進(jìn)行更改時，只需更改業(yè)務(wù)管理流程組件中相應(yīng)的管理流程即可，無需改動代碼。在慢病管理效勞組件中，針對某些疾病的判斷規(guī)那么(比方判斷用戶是否為高血壓以及高血壓分級)那么使用診療決策效勞組件中的診療規(guī)那么來實(shí)現(xiàn)，其好處是可以讓醫(yī)生來編寫這些推理規(guī)那么，不會因?yàn)槔斫馍系钠疃鴮?dǎo)致軟件功能的失效。八小結(jié)

本文介紹了基于SOA架構(gòu)設(shè)計的慢病管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)的根底架構(gòu)使用了已有的SOA技術(shù)。在此根底上，開發(fā)了針對于慢病管理的效勞組件，各組件通過Web效勞進(jìn)行交互，可以獨(dú)立演化而不會彼此影響。其中的體征傳感集成組件充分利用了現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以通過遠(yuǎn)程采集用戶的體征信息。除了讓用戶及時了解自己的健康狀況之外，也為醫(yī)生的遠(yuǎn)程診