面向家庭服务的智能健康监护系统设计与实现

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近年来,我国老龄化程度日益加剧,人民生活压力逐渐增大,导致慢性病患病率不断提升,患病者基数不断扩大,而我国的医疗资源相对匮乏,且分配不均,使得很多患者无法得到及时、有效地治疗,以心血管疾病为代表的慢性病已成为危害国民健康的一大杀手,引起了社会的高度重视。如今随着物联网、可穿戴、网络通信与人工智能技术的快速发展,为家庭监护与远程医疗这种新兴健康医疗监护模式带来了契机。因此开发一套易于使用、检测全面、可长期监护的家庭健康监护系统对预防和治疗心血管疾病具有着重要意义。本文的具体工作与研究内容如下:(1)对国内外远程医疗、家庭监护技术进行了详细的分析。对比当前具有代表性的家庭监护系统的优点与不足,凭借着我校医工结合的优势,利用本实验室多节点可穿戴健康监护设备,确定家庭服务式医疗监护系统的需求,并提出系统的总体设计方案,完成系统开发平台的搭建。(2)设计并实现了基于Tornado与Web Socketd的异步非阻塞Web服务平台。采用MVVM模式进行前后端分离开发,利用Boot Strap框架进行前端UI设计,通过Echarts图标库进行数据可视化;通过构建系统用例图、动态时序图、静态类图完成家庭监护、远程诊断、系统管理三个模块的设计。按照系统设计进行系统软件流程图的构建以及代码的编写。(3)开发一款智能多模网关设备,专门用来实现穿戴设备多节点数据的蓝牙接收汇聚与无线网络传输。该网关一方面作为蓝牙主机,可以发现并连接多个生理信号采集节点,进行多生理信号参数的汇聚功能;另一方面作为TCP客户端可以向云端服务器发起连接请求,通过Wi Fi将生理数据传输到云端服务器进行分析与存储。(4)进行系统的整体测试,验证系统的功能与性能,确保系统可以为居家用户提供长期有效地健康监护服务,并将最终工程部署到阿里云服务器,开启服务。凭借该系统,用户无需昂贵的医疗设备,也不必亲身前往医院就医,只需在舒适的家庭环境中,便可以随时进行心电与体温等健康参数的实时监测,完成常规心电图与健康综合指标检测并获得全面的检测报告,自动生成心率、HRV时频域特征参数与心率失常分类结果,评估心脏健康状况,建立个人医疗档案。
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