基于Android的移動心電監護系統設計與實現

袁芬 陳彬堯

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基于Android的移動心電監護系統設計與實現

袁芬 陳彬堯

浙江長征職業技術學院計算機與信息技術系，浙江 杭州 310023

醫療監護工作需要精準地掌握病人各項重要的身體指標，數據的實時性、準確性越高，對病人的病情判定越準確。隨著物聯網技術的不斷發展和當前智能手機的大量普及，設計的基于Android的移動心電監護系統，將普通的監護儀器結合移動互聯網技術，依托云服務、云計算等大數據分析，能夠穩定接收心電信號的采集和心電數據的傳送，改善了心電監護設備的功能性和實時性，有利于醫護人員對患者進行移動心電監護。

Android；云服務；移動醫療；客戶端；心電監護

引言

隨著科學技術的發展，移動終端在日常生活中的應用越來越廣泛。移動終端在醫療監護系統中的方便應用得到了業界的廣泛關注。醫療監護系統中，心電監護處于十分重要的位置。據世界衛生組織統計，心血管疾病是已存的頭號死因。每年死于心血管疾病的人數要遠遠多于其余死因。全面有效的心電生理信號監測和分析可以對心血管疾病等疾病做到早發現、早治療。

本文提出一種基于Android的移動心電監護系統，它讓患者配備相應供應商提供的心電傳感器，即可讓其在家便攜實時地體檢，及時了解自己的身體狀況。在這種技術的幫助下，許多還沒有自覺癥狀、擔心電顯示已經發生心臟異常的患者，就可以得到及時救助，從而避免危險發生[1-2]。

1 系統總體結構設計

本系統采用3層架構的設計原理，系統結構如圖1所示，分為心電傳感器、Android客戶端和健康云服務中心。心電傳感器包括核心處理器和相應的匹配電路；Android客戶端包括Java實現的核心算法和Android客戶端應用程序；云服務中心包括云服務器和醫師管理前端。

1.1 心電傳感器

心電傳感器采用是HKD-10L藍牙或Wi-Fi的心電傳感器。此產品是一款單導聯心電圖信號采集傳感器，采樣頻率為200?Hz，波特率為57?600，支持藍牙2.0接口，可與計算機、手機等藍牙終端設備連接。它通過監護人體每次心跳時心臟起博產生的電流，轉換成固定格式的字節數組，形成心電數據。接著對心電數據進行預處理，再通過藍牙或Wi-Fi傳輸到Android客戶端。

圖1 家用移動心電監護系統結構圖

1.2 Android客戶端

Android客戶端對用戶心電數據進行健康參數分析、心電異常診斷，實時顯示心電圖并自動生成診斷報告，使用戶及時了解自己的身體狀況。如果發現異常，系統就會及時通過短信通知監護人。另外，診斷報告會自動上傳至云服務中心，方便日后查詢和管理。

1.3 云服務中心

云服務中心主要實現家庭、醫師信息管理、診斷報告管理、醫師在線復診以及與Android客戶端信息交互等。用戶注冊個人信息后，通過用戶名和密碼登錄到Android客戶端，即可管理家庭信息，也可以從云服務中心獲取到全家人的歷史診斷報告并在客戶端顯示。同時，醫生可通過醫師管理前端對患者情況進行實時在線復診。如果發現患者確有生命危險，就通過云服務中心實時短信通知監護人。

2 Android客戶端設計

Android客戶端主要起到4個方面的作用：第一，開發藍牙通信模塊，手機通過藍牙與心電傳感器連接，控制傳感器實現心電數據的傳輸[3]；第二，采用Java語言實現核心算法，主要包括基于Android心電波形分析算法和基于Android異常心電診斷算法，對用戶心電數據進行健康參數分析、心電異常診斷，并在界面實時顯示診斷報告；第三，手機通過網絡與云服務中心信息交互，將診斷報告上傳到云服務中心，方便日后查詢和管理；第四，人性化的用戶體驗、便攜易用、充分地滿足中老年人的使用需求。

Android客戶端的功能結構，主要分為8個部分，如圖2所示。用戶首先從注冊登錄進入客戶端，連接藍牙與傳感器通信；其次，開始測量，自動進行心電波形分析與診斷，1秒后自動顯示，并語音播報診斷報告；最后，在“看結果”頁面查看全家人的歷史診斷報告，并可對結果報告關心、評論、語音留言。

圖2 Android客戶端功能結構圖

3 健康云服務中心

云服務中心采用Tomact、MySQL+MyEclipse搭建，基于J2EE框架開發，更好地滿足用戶對產品的性能與功能的需求[4]。云服務中心由心電數據庫、云服務器和醫師管理前端構成。云服務中心功能分為7個部分，如圖3所示，分別是與Android客戶端信息交互、家庭信息管理和診斷報告的存儲，以及患者管理、任務管理、醫師管理及數據庫管理。醫師管理前端，采用Html+CSS+JavaScript開發，實現醫師在線患者管理、任務管理、醫師管理和數據庫管理等功能。醫生操作醫師管理前端時，通過用戶名和密碼登錄到云服務中心，瀏覽所有任務情況、患者情況等；接著點擊某個患者，查看患者的診斷報告，以及在線對患者復診[5]。

圖3 健康云服務中心模塊關系圖

4 結語

本文設計了基于Android的移動心電監護系統，并對其中的硬件以及軟件部分做了相應的講解，特別是對Android客戶端設計和健康云服務中心做了詳細的介紹。對本系統進行試驗分析，顯示本系統具有一定的應用工程價值。與現有的心電監護設備相比，本系統僅需一款安卓智能手機，就可以實現對心電數據的監控，在提高了監護設備的便攜性同時也極大地降低了生產成本，具有普適的應用前景。

[1]熊獅，吳效明．基于Android系統的生理數據藍牙傳輸技術[J].中國醫學物理學雜志，2012，11（6）：3801-3803.

[2]李偉，吳效明．基于藍牙技術的嵌入式多生理參數監護儀[J].嵌入式系統應用，2006，22（1/2）：29-32.

[3]侯新琦，李佳．基于Android藍牙通信的研究[J].電子世界，2012，6（1）：84-85.

[4]姜姣嬌，趙濤，張晨曦.基于移動技術與網絡技術融合的醫療信息系統[J].天津大學學報（社會科學版），2012（3）：253-257.

[5]藍坤，張躍.基于Android的心電監護軟件系統設計與開發[J].計算機工程與設計，2013，34（8）：101-103.

Design and implementation of Mobile ECG Monitoring System Based on Android

Yuan Fen Chen Binyao

Zhejiang Changzheng Vocational and TechnicalCollege,Zhejiang Hangzhou 310023

Medical monitoring needs precise grasp of all important physical indicators of patients. The accuracy and accuracy of data are more accurate. With the popularization of the Internet of things technology development and the intelligent mobile phone, mobile ECG monitoring system based on Android is designed in this paper, the common monitoring instrument with mobile Internet technology, relying on the analysis of cloud services, cloud computing and other large data transfer can receive stable ECG signal and ECG data. This system improves the function and real time of the ECG monitoring equipment, and is beneficial to the medical and nursing staff to carry out mobile ECG monitoring.

Android; Cloud service; mobile medical; client; ECG monitoring

TH772；TN929.53

A

2017年浙江省大學生科技創新活動計劃暨新苗人才計劃（項目編號：2017R449003）。

袁芬（1981—），女，浙江杭州人，碩士，副教授，主要從事大數據、云計算。陳彬堯（1997—），男，浙江杭州人，大專，主要從事軟件設計與開發。