肺音助診平臺的設計與開發實踐研究

余燕 池曉佩 徐蓓

摘要：肺音聽診對小兒肺炎疾病的早期發現、早期治療極其重要。本文基于病理性附加肺音的可視化識別方法設計了基于移動端的肺音助診平臺。用戶在該平臺可以采集肺音并將肺音文件上傳到服務器，通過平臺獲取肺音可視化分析圖譜以及肺音分析結果。此平臺可以幫助患兒家長及時了解孩子是否產生了病理性附加肺音，并且輔助醫生進行小兒肺炎等肺系疾病的臨床診斷，有較好的臨床和健康服務價值。

關鍵詞：移動醫療;肺音;可視化圖譜;小兒肺炎;助診平臺

中圖分類號：TP311? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.15.006

文章編號：1006-1959（2019）15-0016-03

Abstract：Auricular sound auscultation is extremely important for the early detection and early treatment of pediatric pneumonia. In this paper， a lung-based hearing aid platform based on mobile end is designed based on the visual recognition method of pathological additional lung sound. The user can collect lung sounds on the platform and upload the lung sound files to the server， and obtain the lung sound visual analysis map and the lung sound analysis results through the platform. This platform can help parents understand whether the child has pathological additional lung sounds， and assist the doctor in the clinical diagnosis of pulmonary diseases such as pneumonia， which has good clinical and health service value.

Key words：Mobile medicine;Lung sound;Visual map;Pediatric pneumonia;Artifact platform

小兒肺炎（infantile pneumonia）是兒科呼吸系統疾病常見之一，發病率和死亡率均居首位，被世界衛生組織列為三種重要兒科疾病之一[1]。導致小兒肺部疾病更多的來源于受外界環境的影響，小兒肺部嬌嫩，行氣未充，特別在秋冬寒涼季節，兒童容易感冒，進而引發肺部疾病。加之近年來氣候環境污染日益嚴重，免疫力較差、肺部嬌嫩的兒童肺部極易受到影響。小兒肺炎一般表現為感冒、發熱、咳嗽及嘔吐等癥狀，由于早期肺炎肺部癥狀表現不明顯，常被家長、經驗不足的醫生認為是普通感冒。在臨床上聽到孩子肺音若伴有喘鳴音、干鳴音等異常肺音，則患肺炎的可能性極大，如果治療不及時，嚴重則危及患兒生命。但臨床肺音分析及其復雜，醫生容易受主觀因素影響，憑經驗診斷極其不容易。

移動醫療給醫療健康行業注入了新的血液，生物科技公司的崛起、醫療應用程序的研發都給未來醫學領域開啟了新的發展研究方向[2]。打破傳統診療模式，為患者帶來線上線下的服務已經成為當代社會的新格局。用戶或者醫生可以將需求通過智能醫療軟件與人工智能或者該領域專家互動，在移動醫療的基礎上與人工智能算法結合，實現遠程的疾病診斷。智能醫療的應用能夠提高醫生診斷的準確性，減少錯診、漏診，有利于醫生臨床水平的提高，同時還能促進偏遠地區醫療技術的發展[3]。將移動醫療升級為智能醫療，智能醫療將輔助我們更加合理地配置醫療資源[4]，為醫生提供優質的輔助診療服務，為患者提供實時、便捷的醫療服務。移動醫療結合人工智能算法的服務模式將醫療健康服務由單一地點化模式轉化成為隨時、隨地、隨身的服務模式，開啟了移動智慧醫療的發展，實現了醫患服務新模式[5]。隨著互聯網、人工智能以及移動醫療的不斷發展創新，將只能聽到的肺音轉化成可以看得見的病理特征圖譜以及對肺音的識別分析，并且能夠將分析結果更便捷的呈現在醫生、患者眼前是醫學領域專家及人工智能專家們日益關注的問題。目前市場上有專門用來采集肺音的電子聽診器，但能夠對肺音進行分析判讀的應用平臺在國內較少。本文主要設計基于病理性附加肺音的可視化識別肺音助診平臺，以期為輔助醫生進行小兒肺炎等肺系疾病的臨床診斷提供參考價值。

1肺音助診平臺的應用場景

研究病理性附加肺音的可視化識別方法，不僅有助于進一步認識和明確病理性附加肺音的發生機制和疾病的病理生理特點，還有助于醫生在臨床采納并應用這一方法對一些呼吸系統疾病進行早期診斷[6]。肺音可視化識別方法在降低肺部疾病誤判、誤診率方面做了較為突出的貢獻，對醫生、患者都有很重要的意義，其可以輔助醫生通過聽診診斷呼吸系統疾病、在日常生活中預防和治療呼吸系統疾病，有助于醫生提高肺音聽診診斷準確率，幫助患者實時檢測和了解肺部病情。本文設計基于病理性附加肺音可視化識別方法的移動端應用助診平臺App，實現患者信息的管理、肺音文件的上傳、可視化肺音分析圖譜及結果分析的管理和下載等主要功能。本平臺還結合中醫對肺系疾病的辨證論治等方法，為用戶提供中醫治療肺系疾病的相關知識，從而為肺部疾病的提早預防提供幫助和支持。

該平臺的設計輔助醫生對肺部肺音的分析，減少主觀因素的影響，提高小兒肺炎診斷準確率;醫學學生可以在平臺上聽取典型的肺音音頻以及相關圖譜結果進行學習，豐富診療經驗;醫學研究機構可以通過該平臺獲取肺音數據資源進行研究;家長也可以通過該平臺對孩子肺音進行實時監測并及時了解孩子是否存在病理性肺音等異常狀況。平臺在以上幾個方面進行了相應的需求分析，并設計了典型用例，結合實際調研需求來進行平臺的概要設計。

2肺音助診平臺的應用流程

本文基于病理性附加肺音的可視化識別方法來實現肺音助診應用平臺的App系統。系統目前開發了基于谷歌公司的Android（安卓）系統的版本，在Android studio開發平臺上利用java web技術進行設計與開發。

用戶可以通過網站鏈接或手機掃碼下載肺音助診應用平臺App，安裝后即可注冊和登錄使用。醫院醫生需要用數字聽診器采集患者肺音，其他可能的應用場景包括在社區醫院由社區醫生或者經過培訓的患兒家長利用數字聽診器為患兒進行肺音采集，得到患兒的聽診音頻文件。

用戶可將采集好的肺音音頻文件通過該平臺上傳到平臺的服務器端，并且可以通過手機App對平臺上肺音文件進行復聽和管理。助診平臺有肺音可視化自動分析的服務功能，用戶提出的申請獲批后可以調用肺音的可視化識別算法接口得到經過算法自動分析后得出的肺音可視化譜圖和肺音分析結果。這些服務器端返回的信息和患者的其他信息都可以保存在病例庫中，幫助用戶做病情診斷。

在此基礎上，用戶還可以通過平臺查看和選擇專業醫生，進行相關的病情咨詢。通過“尋名醫”模塊，用戶可以將前面的病例數據及譜圖和自動分析結果遠程傳送給服務醫生，并與醫生就患者情況進行咨詢和交流。

按照系統應用設計，肺音助診App平臺的應用流程見圖1。主要是描述臨床助診的過程，醫學生的肺音聽診學習也可以借助此平臺，其登錄系統后可以從平臺獲取經過認證的最新的肺音聽診數據。學生可以將個人的肺音聽診結果與專業醫生的聽診結果進行比較，從而提高個人聽診能力，另外通過患者肺音譜圖與聽診結果的比較，可以培養醫學生看肺音譜圖辨別病理性肺音的能力。醫學研究機構可以與平臺合作，在算法設計和肺音與疾病的關聯方面

進行研究。

3系統功能模塊的設計

本平臺共劃分6個功能模塊，分別是知識管理、病歷信息管理、用戶信息管理、肺音管理、遠程診療、支付接口。具體的功能模塊設計見圖2。各模塊功能介紹如下。

3.1用戶信息管理模塊? 用戶通過注冊賬號信息，生成實際的用戶ID，登錄成功之后可進入個人頁面，完善個人信息以及填寫病歷信息。

3.2肺音管理模塊? 用戶可以在該功能模塊下把采集來的肺音文件添加到平臺，見圖3。在上傳音頻之前可以先試聽添加的肺音文件是否合格，如果不合格可以刪除該肺音音頻，重新添加。再次確認之后，完善信息上傳到平臺，服務器端將返回可視化肺音圖譜及分析結果，見圖4。用戶可獲取該數據結果并保存本地，該服務可幫助孩子家長和醫生及時了解孩子肺部肺音情況。

3.3病歷信息管理? 患兒家長或者社區醫院醫生采集肺音之后，完善病歷信息，及時記錄其病情，供臨床醫生作診治參考。病歷信息數據可以導出到Excel表格里，該功能可將數據庫里的病例信息數據批量導出，方便醫生及醫學生對病例數據的分析研究，同時也幫助用戶靈活管理病歷信息。

3.4遠程診療模塊? 患兒家長可以通過該平臺上傳患兒的肺音音頻，并獲得對患兒肺音文件的檢查分析，可參考平臺給出的肺音分析結果及時了解患兒的肺音狀況。如果平臺返回的肺音分析結果是異常肺音，家長可以選擇帶患兒去醫院找醫生做進一步的診斷，也可以在該平臺上查找并選擇專業醫生，把肺音文件、從平臺獲取的結果報告以及病歷信息發給醫生。醫生接受委托后可以在線獲得該患者肺音文件進行聽診，并且結合該患者的可視化肺音圖譜及分析結果進行輔助診斷，最后由醫生給出診斷結果或建議。

3.5支付接口模塊? 為了讓用戶更好的體驗該平臺的服務，平臺前期不涉及支付功能。但因為后期會產生醫生咨詢服務及平臺運營費用，所以設計了支付接口，可以接受常見的移動支付。這一功能可以在實際運營服務時解決收費的問題，更加全面的為用戶提供服務。

3.6知識管理模塊? 該模塊定期更新肺部健康護理及肺部疾病預防的相關健康常識，增強用戶對肺部健康的預防意識以及日常生活中的健康呵護。

4總結

基于移動終端的肺音助診App服務平臺具有現實的臨床意義，通過移動端與人工智能算法結合對肺音進行分析，用戶可以通過該平臺進行實時監測患者肺部肺音情況，如有病理性肺音則可以在線上聯系知名專家咨詢問診，專家可以在平臺上接收患者肺音分析圖譜、肺音分析結果以及聽患者肺音音頻進行輔助診斷，提高診斷準確率。

此平臺所依托的是關于小兒肺炎研究的多項國家課題及相關專利技術，此項研究前期已經在國內十多家醫院積累了幾千例小兒肺炎患者肺音數據。目前平臺在和相關的聽診器開發單位繼續進行合作研究和數據采集，在醫學專家、大學科研人員和設備廠家的共同支持下開展工作。相信未來肺音助診App平臺在關愛兒童肺部健康，遠離兒童肺炎疾病方面將扮演更重要角色。

參考文獻：

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[3]王海星，田雪晴，游茂，等.人工智能在醫療領域應用現狀、問題及建議[J].衛生軟科學，2018，32（5）：3-5，9.

[4]李蘭娟.智能醫療的進展與前景[J].中國科技產業，2017（1）：66-67.

[5]莫勝男，尚武.智慧醫療服務平臺中的移動健康服務[J].醫學信息學雜志，2015，37（19）：14-17.

[6]張柯欣.病理性附加肺音可視化識別方法研究[D].東北大學，2016.

收稿日期：2019-4-10;修回日期：2019-4-22

編輯/成森