基于Android系統的院外綜合控糖APP設計與實現

戴文彪 何紅 石榮輝 孫俐 陳澤游 趙德衡

摘 要：基于Android系統的院外綜合控糖APP以Android智能手機平臺為依托，以糖尿病治療的“五駕馬車”為標準，設計了健康宣教、運動記錄、血糖監測、健康飲食等模塊。為患者提供了一個從院內健康宣教到院外綜合血糖管理再到基于個性化健康數據復診服務的閉環服務。院外綜合控糖APP的推廣與完善，將幫助患者、醫生進行院內外血糖管理。本文對該系統的數據庫設計、頁面設計、血糖儀與手機的藍牙通信、數據云端傳輸技術進行了闡述。

關鍵詞：Android系統；院外綜合控糖；閉環服務；五駕馬車；血糖管理

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

Abstract：The application for controlling patients blood sugar based on the android system is easily accessible for smart phone users，featuring in the functions based on the "five carriages" of diabetes treatment which include health education，exercise log，blood sugar monitoring，healthy diet，etc.The application provides a closed-loop service for patients including in-hospital health education，out-of-hospital sugar control and further consultation service based on personalized health data.The promotion and improvement of the Application for controlling patients blood sugar will help patients and doctors carry out blood sugar management both inside and outside the hospital.The paper elaborates on the database design， the page design，the bluetooth communication between the blood glucometer and the mobile phone and the cloud technology for data transmission.

Keywords：android system；out-of-hospital comprehensive blood sugar control；closed-loop service；five carriages；blood

sugar management

1 引言（Introduction）

近年來，隨著社會的不斷發展、人們生活方式的轉變、飲食結構的改變和人口老齡化的加劇，糖尿病發病率在我國呈現逐年上升的趨勢[1]，2007至2008年的糖尿病流行病學調查顯示，我國糖尿病患病率為9.7%，已成為全世界糖尿病患病人數最多的國家[2]。相關數據表明2013年全球糖尿病患者已達到3.82億人，且預計在2035年時這一數字將變為5.92億人[3]。目前尚無根治糖尿病的方法，但可以通過多種治療手段可以控制好糖尿病。

目前患者主要是通過血糖儀進行血糖監測，以記錄本記錄血糖值的形式反饋給醫生。但存在數據不準確、醫生沒有足夠時間全面了解患者情況的問題。在這種情形下開發“院外綜合控糖APP”，將傳統的血糖管理模式與智能手機相結合，將糖尿病患者的基礎信息、歷次檢查結果、飲食、運動、糖尿病治療等個性化數據相結合，向患者提供健康宣教、專家指導、院外隨訪、運動追蹤和基于個性化健康數據的復診服務。從而幫助患者真正的達到管好血糖的效果。

2 基于Android系統的院外綜合控糖APP設計

（Design and of comprehensive out of hospital

sugar control APP based on android system）

2.1 系統結構設計

本系統結構組成如圖1所示，由藍牙智能血糖儀、院外綜合控糖APP手機軟件、血糖管理云數據庫組成。藍牙智能血糖儀可幫助測量患者血糖，既可以獨立使用，又可以通過藍牙將數據傳輸到手機軟件中。APP在接收到藍牙智能血糖儀的數據后，對數據進行存儲和分析，形成動態的圖表，將近期數據直觀的反饋給患者。并且APP還整合了健康宣教、運動記錄、親情關懷、專家指導等功能，最大限度滿足了用戶的需求。云數據庫的搭建，保證了用戶數據的安全、方便了用戶數據的同步。

2.2 系統模式設計

針對老年糖尿病患者不能熟練使用智能手機管理血糖的問題，提出解決方案；軟件設計為兩種模式：簡易模式和完全模式（同類軟件未見）。簡易模式功能包括：語音播報健康宣教和親情關懷、智能提醒、血糖記錄功能，并放大字體，老年患者使用簡易模式，簡單方便，無需復雜的操作即可享受服務，家屬可使用完全模式幫助老人管理血糖，普通患者可選擇簡易模式或完全模式。完全模式包含了除簡易模式外的專家指導、健康飲食、院外隨訪、運動記錄功能，所記錄的數據將會自動同步到云端。如圖2所示。

2.3 系統功能模塊設計

系統主要功能包括：健康宣教、院外隨訪、血糖監測、專家指導、親情關懷、健康飲食、智能提醒、運動記錄，如圖3所示。

健康宣教：該模塊提供糖尿病相關的飲食，運動，用藥等知識。老年患者可以通過語音播報獲取相關信息，普通患者通過完全模式可選擇語音和文字兩種宣教模式。

院外隨訪：醫生通過本APP得到病人近期反饋的個性化健康數據，設計有針對性的問卷，對病人進行更具有針對性的隨訪。

血糖監測：患者利用智能設備（例如智能血糖儀）測得數據，自動傳輸到APP中，也可手動輸入。同時對患者日常的血糖數據長期跟蹤記錄，形成動態圖表，方便醫生對患者的診斷。當患者血糖值多次處于不正常值時，APP為患者提供智能預警建議患者詢問線上專家或及時就醫等。

專家指導：患者可通過文字或語音的方式咨詢在線醫生或用戶綁定的初診醫生。醫生通過本APP獲取患者近期的個性化健康數據，從而為患者提出個性化的診療和用藥調整等意見。

親情關懷：患者與患者家屬可通過語音或文字的溝通，傳遞溫暖。

健康飲食：為病人推送針對糖尿病并結合患者個人健康數據的營養食譜。

智能提醒：患者在遇到緊急狀況，如低血糖即將暈倒時，患者開啟緊急模式：向病人家屬和醫生發送病人預先編輯好的緊急信息。患者手機發出警報，并且屏幕會顯示患者預先存入的緊急信息，以便周圍的人施以援助。為患者生命提供保障。

運動記錄：為患者記錄每日的運動時間及運動量。

2.4 院內外閉環服務

院外綜合控糖APP為患者提供了一個院內外綜合控糖服務。

院內：在住院或門診期間，糖尿病患者使用本項目APP在醫護人員協助下開展健康教育服務，醫護人員可根據患者自我測評的結果進行針對性的教育。患者可在專家指導模塊選擇自己的初診醫生，方便院后進行追蹤指導。

院外：糖尿病患者通過智能可穿戴設備實現血糖、血壓的監測，并自動導入到APP中形成個性化健康數據；醫護針對患者個性化健康數據對患者進行專家指導、用藥調整，復診時參考患者的個性化健康數據進行個性化診治。

市面上大部分血糖管理軟件只是滿足了患者所需的部分功能，不能為患者提供一個系統化的服務。而院外綜合控糖APP致力于為患者提供，從院內宣教到院外綜合血糖管理再到基于個性化數據的復診的這樣一個院內外閉環服務，如圖4所示。

2.5 數據庫設計

院外綜合控糖APP的數據庫，采用Andriod Stdio的SQLite工具設計，主要包含了醫生信息表、患者提問表、問題類別表、患者信息表、健康資訊表、血糖記錄表、血壓記錄表等表。

以血糖數據記錄表為例（詳見表1）。

3 基于Android系統的院外綜合控糖APP實現

（Implementation of comprehensive out of hospital

sugar control APP based on android system）

3.1 APP頁面設計與實現

本系統頁面主要包括：用戶注冊登錄頁面、主頁面、健康資訊頁面、專家指導頁面、個人資料頁面等頁面。

以下模擬用戶的查看血糖數據的一次操作：用戶打開APP后進入主頁面（圖5），登錄后打開個人資料（圖6），點擊“血糖”模塊進入血糖數據記錄中心（圖7），患者可查看近幾次的血糖值及波動變化。

3.2 血糖儀與手機的藍牙通信的實現

藍牙私密性好、速率高、功耗小，能夠滿足智能血糖儀長時間通訊的要求。通過藍牙4.0BLE，將血糖儀與Android手機進行連接，測量的數據通過藍牙自動傳輸到客戶端中。客戶端對數據進行存儲、分析、處理，最終將數據同步到云數據庫中。

當家庭移動設備端和藍牙數據采集設備建立連接后，讀取藍牙數據采集設備提供的應用數據，首先進行GATT數據服務發現，給出想要發現的主服務的UUID，只有主服務UUID匹配，才能獲得GATT數據服務[4]。設備之間數據傳輸的流程如圖8所示傳輸流程圖。

藍牙通信讀取數據實現過程如下：

（1）通過查詢低功耗藍牙（BLE）的數據手冊可以得到所需要的UUID，如圖9所示。

（2）有了這兩個Service和characteristic的UUID，就可以對藍牙發送數據。代碼如下：

mnotyGattService=mBluetoothLeService.getSupportedGattServices（UUID.fromString（"0000ffe5-0000-1000-8000-00805f9b34fb"））； //通過主服務UUID，獲得主服務

characteristic=mnotyGattService.getCharacteristic

（UUID.fromString（"0000ffe9-0000-1000-8000-00805f9b34fb"））； //獲得服務對應的特性

readMnotyGattService=mBluetoothLeService.getSupportedGattServices（UUID.fromString（"0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb"））； //獲得讀數據服務

readCharacteristic=readMnotyGattService.getCharacteristic（UUID.fromString（"0000ffe4-0000-1000-8000-00805f9b34fb"））； //獲得讀數據服務對應的特性

（3）得到這兩個Service和characteristic就可以讀取藍牙設備數據了。代碼如下：

private void read（） {mBluetoothLeService.readCharacteristic（readCharacteristic）； //讀取相應的特性值 mBluetoothLeService.setCharacteristicNotification（readCharacteristic，true）； //readCharacteristic的數據發生變化，發出通知}

實現結果：血糖試紙采用工程試紙模擬測量，經測試，在藍牙智能血糖儀采集數據并發送時，APP手機客戶端可以通過藍牙接收到藍牙智能血糖儀采集的生理指標，血糖儀顯示如圖10所示，手機端顯示如圖11所示。

3.3 數據云端傳輸技術實現

本項目中的云數據庫訪問接口采用WEBAPI部署，WEBAPI是一種能輕易地給許多客戶端提供HTTP服務的框架，是一個在.NET組織框架中構建RESTful應用程序的理想平臺[5]。WEBAPI包含了四種標準的請求：GET請求、POST請求、PUT請求和DELETE請求。這些請求分別對應如下的幾個基本操作項：

（1）GET：得到數據列表（默認），或者得到一條實體數據。

（2）POST：添加服務端添加一條記錄，記錄實體為Form對象。

（3）PUT：添加或修改服務端的一條記錄，記錄實體的Form對象，記錄主鍵以GET方式進行傳輸。

（4）DELETE：刪除服務端的一條記錄。

WEBAPI接口建立后，客戶端APP通過發送HTTP的相應操作請求獲取，對阿里云數據庫中記錄的患者的血糖等數據進行添加或刪除操作，手機客戶端接收服務器返回的JSON格式數據進行處理后呈現給用戶。方便了患者對血糖管理相關數據的及時存儲，也保障了患者的數據安全。

4 測試及試運行（Test and trial run）

通過對海口市海南醫學院附屬醫院患者的測試反饋調查，隨機抽取住院部內分泌科部分糖尿病患者作為體驗用戶，血糖測量結果同患者病例血糖結果基本一致，健康宣教，專家指導等功能比較實用。大部分患者認為功能設計合理，模塊設計人性化，有一定的市場利用價值；小部分患者認為頁面不夠美觀，APP操作有一定難度。

5 結論（Conclusion）

綜上所述，本文著重描寫了院外綜合控糖APP的設計與實現。本系統針對糖尿病血糖管理的健康宣教、院后隨訪、藥物治療、飲食治療、運動治療的“五駕馬車”，為患者提供一個系統化精細化的院內外綜合控糖服務。試運行基本完成主要功能，但也存在一些問題，頁面美觀度不夠，用戶操作APP有困難，還需對APP頁面進行進一步的優化，幫助用戶更加方便的使用本APP管理血糖。院外綜合控糖APP的推廣與完善，將幫助患者、醫生進行院內外血糖管理，方便醫患溝通，提高醫生工作效率，提高疾病院外控制的質量，優化院內外血糖管理流程，促進醫療整體發展與多學科合作，順應了新時代下“互聯網+”的發展潮流。

參考文獻（References）

[1] 陳健發.ROC曲線分析糖化血紅蛋白作為糖尿病診斷標準的應用[J].北方藥學，2015，12（3）：124-125.

[2] 中華醫學會糖尿病學分會.中國2型糖尿病防治指南（2013年版）[J].中華內分泌代謝雜志，2014，30（10）：893-942.

[3] GUARIGUATA L，et al.Global Estimates of Diabetes Prevalence for 2013 and Projections for 2035[J].Diabetes Research And Clinical Practice，2014，103（2）：137-149.

[4] 黃敏，張珣.基于藍牙4.0心電監護系統的研究[J].物聯網技術，2015（01）：30-31；35.

[5] 鄭略略，陳躍軍，王映龍.基于WebAPI移動醫生站的應用與研究[J].科技信息，2013（23）：110-111.

作者簡介：

戴文彪（1996-），男，本科生.研究領域：信息管理與信息系統.

何 紅（1966-），女，學士，高級工程師.研究領域：軟件系統設計與維護，數據庫應用系統開發.本文通訊作者.

石榮輝（1993-），男，本科生.研究領域：信息管理與信息系統.

孫 俐（1994-），女，本科生.研究領域：信息管理與信息系統.

陳澤游（1993-），男，本科生.研究領域：信息管理與信息系統.

趙德衡（1993-），男，本科生.研究領域：臨床醫學.