基于Android平臺的心電遠程監護系統的實現

張鵬　嚴孝祥

摘 要：建立一個基于安卓手機的心電遠程醫療監護系統。用戶的原始生理數據通過心電信號開發板獲取，再由該板的藍牙模塊傳輸到智能手機端。手機客戶端軟件通過藍牙API類庫進行開發，得到生理信號數據后，進行數據保存及繪制實時心電圖。根據心電圖進行初步分析，給用戶提出合理建議。實驗結果表明，該應用可以實現心電信號的實時監測，有較好的應用前景。

關鍵詞：Android；藍牙；移動醫療；心電圖

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）04-00-03

0 引 言

近年來，隨著人民生活水平地提高，心血管疾病在中老年人中也越來越頻發，如何做好中老年人心血管疾病地預防及監護工作成為全社會共同面對的難題[1]。通常醫療監護基本可以分為兩種，一種是傳統的醫療監護，指在醫院由專業醫生使用專門的儀器對病人進行生理指標監護[2]；另一種是新型醫療監護，即遠程醫療監護系統[3]，它是指由患者本人或其家屬使用遠程醫療監護儀，通過該儀器將所得生理指標及時傳送給相關醫生的監護。由于傳統醫療監護受到醫療資源、患者經濟條件等多因素條件的制約，使其越來越不適應當今實時、連續、不間斷地監護要求。

隨著智能手機的普及和發展，移動醫療（Mobile Health）這一概念也進入了一個全新的階段，它可以同互聯網技術相結合使現有的醫療資源最大化利用及解決偏遠地區醫療資源嚴重不足的問題。關于移動醫療，近幾年研究人員也開發了一些新產品，但這些產品只能測得患者的用戶數據，并不能將患者的信息及時發送給醫療單位，醫生也就不能對患者采取及時有效的措施。這就給患者的生命健康造成了很大的危險，同時也制約了該技術的發展。為了將患者的病例信息及時發送給醫生，本文結合目前常用的Android終端操作系統，設計了一種基于Android平臺的心電遠程監護系統。幫助病患在實際生活中及時有效地將信息發送給醫生，并在第一時間得到醫囑，極大地提高了病患的第一救治時間。該系統不僅可實現心電的實時監護，后續還可以將血壓、脈搏等其他生理信息加入進來。

1 心電遠程醫療監護系統

心電遠程醫療監護系統的架構包括個人生理信息（心電信號）的采集，手機客戶端的處理和遠程交互三個部分。首先利用心電開發板將采集到的生理參數信息通過藍牙模塊傳送到Android手機，然后利用現有網絡將這些信息傳遞到服務器，并對數據進行保存及再處理，建立了一個基于安卓系統的移動醫療應用。將該應用與服務器相連接，服務器通過與相關病例地對比分析及時給患者反饋有效的信息，從而模擬實現了遠程醫療監護系統[3]。

1.1 用戶生理信息的采集

用戶生理信息的采集是通過WDECG開發板實現的，該開發板是集心電信號采集、預處理和藍牙傳輸于一體的微型數字心電開發板，原始心電數據采樣率為512 Hz。WDECG開發板如圖1所示。

1.2 Android系統構架

Android系統共分為4層，從高到低分別是應用層、應用框架層、系統運行庫層和Linux內核層[4]。

1.2.1 應用層。

該層由運行在Dalvik虛擬機上的應用程序組成，例如，日歷、地圖、瀏覽器、聯系人管理等。

1.2.2 應用框架層。

該層主要由View、通知管理器、活動管理器等開發人員直接調用的API（主要由JAVA語音編寫）組成。

1.2.3 系統運行庫層。

該層主要包括C語音標準庫、多媒體層、SQLite、Webkit等。主要功能室對應用框架層提供支持。

1.2.4 Linux內核層。

該層主要包括驅動、內存管理、進程管理、網絡協議棧等組件。

在軟件開發中，開發者通常直接與應用框架層進行交互，而應用框架層則負責與底層進行交互。在本文中，主要用到了應用程序框架層中的Android bluetooth開發包。如圖2 所示。

2 系統實現過程

本文章采用ECG開發板、Android 2.3系統的手機和Eclipse開發工具進行開發。Android客戶端用Java語言編寫，使用tomcat服務器，Java Server Pages（JSP）技術響應客戶端請求，使用超文本傳輸協議（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）進行網絡間的通信。后臺數據庫使用MySQL數據庫，并通過Java數據庫連接（Java Data Base Connectivity，JDBC）訪問。數據在客戶端以SQLite數據庫的方式實現同步存儲。

3 實驗結果

根據文中的方法，用戶在靜息狀態下，演示了使用ECG開發板獲得用戶心電信息，并繪制心電圖的實驗。在實驗中，手機客戶端采用的是 HUAWEI T5891，首先打開手機藍牙，檢測到WDECG開發板設備后，可以點擊列表，實現藍牙設備地連接。等2～3秒時間，Android手機接收到來自開發板的數據后，開始繪制心電圖，并可根據上述實驗數據，測得用戶的心率。

一般的傳統儀器不具備將心電數據自動上傳服務器的功能，很多情況下，患者需要自己到醫院將這些數據反映給醫生。而本系統通過移動互聯網的相關實現使手機客戶端在繪制心電圖的同時，會以文本的形式保存心電數據，然后再將這些數據上傳到云服務器。在服務器可供醫生查看，并且給出相關醫囑[7]。

手機客戶端可同時實現心率預警的功能[8]。當心率超過100次/分鐘時，心電圖的顏色會變成紅色，并彈出提示框，向用戶提醒心跳過快的警告。當心率低于50次/分鐘時，心電圖的顏色會變成灰色，并彈出提示框，向用戶提醒心跳過緩的警告[9]。

4 結 語

實現了心電信號在采集設備、手機客戶端和服務器之間的傳輸，是遠程醫療系統在實驗室中的模擬運用。在未來藍牙4.0手機客戶端，可以較大提高本系統的工作效率。該系統除了可以作為心電信號地檢測、傳輸外，還可用于血壓、脈搏[10]等其他生理信息地傳輸，有廣闊的應用前景。

參考文獻

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[11]張鵬， 萬波. 一種基于Android平臺的QoS感知WiFi分流系統 [J]. 西安郵電大學學報， 2013， 18（4）： 23-25.