基于移動互聯的智能健康管理服務體系研發與應用*

羅 浩 胡 川 趙浩宇 周 琳 汪 鵬

(陸軍軍醫大學第一附屬醫院醫學大數據與人工智能中心 重慶 400038)

1 引言

隨著醫療信息化技術的飛速發展，人們對健康管理行業的服務提出更高要求。因此如何利用移動互聯、智能傳感、云計算及大數據等現代信息化技術手段實現疾病的早判斷、早治療，加強對人群的保健、護理，實現數字化、人性化、智能化的服務模式成為當前研究熱點[1]。結合當前“互聯網+醫療”技術，構建信息化、智能化的健康信息服務體系，從而滿足公眾日益增長的健康管理服務需求和促進健康管理行業的快速發展[2]。2016年國務院印發“十三五”衛生與健康規劃，提出優化醫療衛生服務體系，改善醫療服務模式，大力發展智能健康醫療裝備。本文主要介紹基于移動互聯的智能健康管理服務體系研發與應用，為相關系統建設提供參考。

2 國內外智能健康管理服務發展現狀

2.1 國外

健康管理是對個人或人群健康因素進行干預的全過程。其目的是使用有限的資源達到最大的健康效果。最早在美國興起，隨后在英、德、法、日等國家得到積極效仿和推崇，目前世界上許多國家都已開展智能健康管理的研究和應用。2010年美國政府建成國家健康信息網絡(National Health Information Network,NHIN)，通過跨醫療機構的電子病歷來實現信息共享，針對單一疾病提供深度診療和健康監控的軟件，如美國個人健康管理移動醫療公司WellDoc關注糖尿病、遠程心電監護服務商Cadionet關注實時監控心電圖、OpenPlacement致力于老年人出院后的日常家庭護理等[3]。日本政府在2006年提出IT新改革戰略，將醫療IT建設放在首位，提出實現遠程醫療及建立國民健康數據庫和應用管理平臺、提高居民健康服務水平等在內的多項戰略[4]。另外日本幾家知名大型廠商開展一項利用機器人幫助老年人進行健康管理的實證實驗，該機器人采用云技術管理各種數據，力爭理解使用者的狀況并進行智能對話服務。英國政府計劃2019年開設5處人工智能醫療技術中心，以加速疾病診斷，改善醫療保健，從而進一步改善人們生活。醫療中心的創新將有助于為患者提供更好的健康管理和治療服務并提高效率。

2.2 國內

我國于20世紀初引入健康管理體系概念，雖然國內的信息化與健康管理服務應用總體處于起步階段，但發展速度非常迅猛。通過手機助手搜索健康相關的APP高達1 000多個，涉及醫療咨詢、預約掛號、健康自測、慢病管理等。各科技巨頭也相繼推出智能產品，如小米的智能手環、百度Dulife智能健康設備平臺、華為TalkBand系列手環[5]等。2018年4月國務院辦公廳正式發布《關于促進“互聯網+醫療健康”發展的意見》，確定發展“互聯網+醫療健康”措施，提升公眾健康水平，推進“互聯網+”人工智能應用服務，開展基于人工智能技術、醫療健康智能設備的移動醫療示范，實現個人健康實時監測與評估、疾病預警、慢病篩查、主動干預等。目前國內25家涉及智能健康管理的初創企業中，除未獲融資和沒有披露的，有16家累計融資7.2億元，與智能醫學影像診斷初創企業相比，受到產業資本的關注度遠遠不夠。其中有7家尚未獲得融資，1家沒有披露融資情況，其余17家在融資上均有斬獲。

3 智能健康管理服務體系關鍵技術研究

3.1 構建健康管理云服務平臺

通過Hadoop、Storm、Spark、Hbase等技術進行數據存儲、清洗、分析，建立健康管理大數據平臺，在云平臺上搭建健康應用的各個模塊[6-7]。具體包括體檢、可穿戴設備、遠程會診中心系統對接及體檢報告管理、慢病評估、生活方式評估、健康評估、生活方式干預、飲食/運動干預、隨訪檔案和方案管理、隨訪數據統計等。同時建立基于深度計算、圖形處理器(Graphic Processing Unit，GPU)計算技術的機器學習平臺，從而最大程度發揮大數據價值。

3.2 融合數據實時采集、傳輸技術

利用便攜式可穿戴醫療設備隨時采集血壓、脈搏、睡眠、呼吸等生理體征數據，通過移動物聯網技術將各生理體征數據傳輸到健康管理云平臺，實現實時采集、傳輸，有效提供醫療保健服務。

3.3 建立硬件統一接入架構

開發軟件開發工具包(Software Development Kit，SDK)實現可穿戴設備、遠程監測或健康管理系統、移動設備的互通互聯，進而構建智能化健康管理服務系統。同時建立硬件設備數據格式統一規范，降低數據整理成本。采用虛擬專用網 (Virtual Private Network，VPN)和超文本傳輸協議安全(Hyper Text Transfer Protocol Secure，HTTPS)連接，唯一身份綁定和移動設備本地加密，保證信息安全。

4 智能醫療健康管理服務平臺系統建設實踐

4.1 整體目標

通過物聯網、大數據和移動互聯網技術隨時隨地完成個人健康檢測和有效跟進，為用戶提供強有力的健康指標動態監測、在線精準診斷、微課程開發推送等服務應用，重塑醫療服務模式，優化資源配置，打造更完善的生態體系。

4.2 系統架構

陸軍軍醫大學第一附屬醫院移動互聯智能健康平臺通過可穿戴智能監測設備讀取患者生命體征，通過移動互聯網傳至云端大數據中心服務器，醫院內部系統讀取患者健康指數，給出反饋意見。云端大數據中心與醫院內網之間通過防火墻、網閘等安全設備相連，患者或大數據平臺不能直接訪問醫院內網讀取醫院數據。醫院內網系統根據患者指標，結合制定的醫學標準或算法，給出預警或反饋意見回傳至患者，實現個性化的智能服務，同時推送健康微課程供患者觀看學習，建立具有層次結構的基于移動互聯的智能健康管理平臺。系統架構，見圖1。

圖1 移動互聯智能健康平臺架構

4.3 系統功能

4.3.1 生命體征動態監測 由腕表等移動互聯網設備采集生命體征數據，通過設備的無線傳輸模塊推送到健康管理大數據中心，建立生命體征數據庫，實時監測生命體征變化。生命體征監測將具有以下功能：設定生命體征監測告警閥值，包括監控頻率、震動監測基準值、震動監測時間告警值、震動監測活動等級告警閥值。采集生命體征數據存放到數據庫。動態監測生命體征數據，通過該功能與預設閥值進行判斷比較，如發現異常即產生告警。

4.3.2 在線精準診斷 建立在生命體征動態監測基礎上，對生命體征數據信息進行挖掘、整理，結合給定的醫學標準或算法以及人工智能技術進行精準診斷。使用大數據技術分析疾病癥狀、診療規則，不僅能夠減少錯誤的發生率，還能夠不斷發現病情之間的隱含聯系，開創疾病診斷研究新領域。

4.3.3 危重病情預警 設置病情分值，自動提取生命體征記錄中的數據，包括患者心率、心電、血氧、血糖、血壓、脈率、呼吸率、胎心監測等指標并評分，提高對疾病嚴重程度報警的警覺性。系統借鑒交通信號燈原理，設置不同顏色的報警界面：綠色表示正常；橘色為2級報警，需引起重視；紅色為1級報警，需要高度重視或及時處理。當系統測算的分值達到報警界限時會自動彈出不同顏色的報警界面以及程序化的監護方案和護理對策，提醒呼叫醫生，醫護人員再結合專科情況給予病情觀察和處理。

4.3.4 微課程開發及推送 充分利用云計算、流媒體技術，以教學視頻為載體，醫生在系統平臺發布指導病情自我監測及預防的資料，包括圖片、文字、視頻等，供患者學習并能夠與醫生互動交流。移動互聯網智能健康平臺系統以移動監測設備及互聯網為載體，根據體征指數自動生成健康管理方案，大數據中心采用分布式計算，能夠對患者指標進行快速分析和處理，根據預設的危急值及時對患者進行自動預警。同時將患者數據傳至醫院內部系統，提示醫生及護理人員對患者進行健康隨訪與干預，定期發布健康微視頻，提高患者保健意識，增強患者與體檢中心的粘性。

5 應用效果

5.1 智能體檢

用戶可通過醫院配備的智能設備進行身體檢測，只需簡單的身份驗證可測量出血壓、心電、脂肪率等100多項健康指標。智能設備將采集的健康數據上傳到云平臺并形成個人健康檔案，以供健康管理人員診斷用戶健康情況。

5.2 健康管理

智能設備可通過個人健康檔案數據分析建立個性化健康管理方案。通過了解用戶飲食習慣、鍛煉周期、睡眠習慣等個人生活習慣，對用戶整體狀態給予評估，提供個性化健康管理方案，輔助健康管理人員幫助用戶規劃日常健康安排，進行健康干預等。

5.3 健康監護

醫院依托可穿戴設備和智能健康終端持續監測用戶生命體征，提前預測險情并處理。一旦發生突發情況，可穿戴設備還可直接報警求救并聯系用戶親屬。

6 結語

移動智能健康管理系統需要用戶將數據上傳至云端網絡，醫院和醫生從云端大數據平臺讀取其監測指數，做好云端數據安全建設是非常重要的一環。在保護用戶隱私的同時要保障數據質量；用戶異常數據傳輸回來，醫院通過何種方式能夠及時給出反饋意見；智能終端監測設備國內沒有統一標準，各廠商對回傳數據自行分析，診斷名稱混亂；智能設備數據的自動比對、預警、準確性以及移動網絡的穩定、設備實時在線，更加合理地制定收費標準等都是未來移動健康管理系統需要應對和解決的問題。相信隨著人工智能技術的不斷發展、數據標準的制定、移動監測設備的完善、5G網絡的推廣，基于移動互聯的智能健康管理系統應用將會更加廣泛和深入，人們對健康的管理、疾病的預防將更加及時和智能。