基于Android的移动心电监护系统设计与实现

袁芬 陈彬尧



基于Android的移动心电监护系统设计与实现

袁芬 陈彬尧

浙江长征职业技术学院计算机与信息技术系，浙江 杭州 310023

医疗监护工作需要精准地掌握病人各项重要的身体指标，数据的实时性、准确性越高，对病人的病情判定越准确。随着物联网技术的不断发展和当前智能手机的大量普及，设计的基于Android的移动心电监护系统，将普通的监护仪器结合移动互联网技术，依托云服务、云计算等大数据分析，能够稳定接收心电信号的采集和心电数据的传送，改善了心电监护设备的功能性和实时性，有利于医护人员对患者进行移动心电监护。

Android；云服务；移动医疗；客户端；心电监护

引言

随着科学技术的发展，移动终端在日常生活中的应用越来越广泛。移动终端在医疗监护系统中的方便应用得到了业界的广泛关注。医疗监护系统中，心电监护处于十分重要的位置。据世界卫生组织统计，心血管疾病是已存的头号死因。每年死于心血管疾病的人数要远远多于其余死因。全面有效的心电生理信号监测和分析可以对心血管疾病等疾病做到早发现、早治疗。

本文提出一种基于Android的移动心电监护系统，它让患者配备相应供应商提供的心电传感器，即可让其在家便携实时地体检，及时了解自己的身体状况。在这种技术的帮助下，许多还没有自觉症状、担心电显示已经发生心脏异常的患者，就可以得到及时救助，从而避免危险发生[1-2]。

1 系统总体结构设计

本系统采用3层架构的设计原理，系统结构如图1所示，分为心电传感器、Android客户端和健康云服务中心。心电传感器包括核心处理器和相应的匹配电路；Android客户端包括Java实现的核心算法和Android客户端应用程序；云服务中心包括云服务器和医师管理前端。

1.1 心电传感器

心电传感器采用是HKD-10L蓝牙或Wi-Fi的心电传感器。此产品是一款单导联心电图信号采集传感器，采样频率为200 Hz，波特率为57 600，支持蓝牙2.0接口，可与计算机、手机等蓝牙终端设备连接。它通过监护人体每次心跳时心脏起博产生的电流，转换成固定格式的字节数组，形成心电数据。接着对心电数据进行预处理，再通过蓝牙或Wi-Fi传输到Android客户端。

图1 家用移动心电监护系统结构图

1.2 Android客户端

Android客户端对用户心电数据进行健康参数分析、心电异常诊断，实时显示心电图并自动生成诊断报告，使用户及时了解自己的身体状况。如果发现异常，系统就会及时通过短信通知监护人。另外，诊断报告会自动上传至云服务中心，方便日后查询和管理。

1.3 云服务中心

云服务中心主要实现家庭、医师信息管理、诊断报告管理、医师在线复诊以及与Android客户端信息交互等。用户注册个人信息后，通过用户名和密码登录到Android客户端，即可管理家庭信息，也可以从云服务中心获取到全家人的历史诊断报告并在客户端显示。同时，医生可通过医师管理前端对患者情况进行实时在线复诊。如果发现患者确有生命危险，就通过云服务中心实时短信通知监护人。

2 Android客户端设计

Android客户端主要起到4个方面的作用：第一，开发蓝牙通信模块，手机通过蓝牙与心电传感器连接，控制传感器实现心电数据的传输[3]；第二，采用Java语言实现核心算法，主要包括基于Android心电波形分析算法和基于Android异常心电诊断算法，对用户心电数据进行健康参数分析、心电异常诊断，并在界面实时显示诊断报告；第三，手机通过网络与云服务中心信息交互，将诊断报告上传到云服务中心，方便日后查询和管理；第四，人性化的用户体验、便携易用、充分地满足中老年人的使用需求。

Android客户端的功能结构，主要分为8个部分，如图2所示。用户首先从注册登录进入客户端，连接蓝牙与传感器通信；其次，开始测量，自动进行心电波形分析与诊断，1秒后自动显示，并语音播报诊断报告；最后，在“看结果”页面查看全家人的历史诊断报告，并可对结果报告关心、评论、语音留言。

图2 Android客户端功能结构图

3 健康云服务中心

云服务中心采用Tomact、MySQL+MyEclipse搭建，基于J2EE框架开发，更好地满足用户对产品的性能与功能的需求[4]。云服务中心由心电数据库、云服务器和医师管理前端构成。云服务中心功能分为7个部分，如图3所示，分别是与Android客户端信息交互、家庭信息管理和诊断报告的存储，以及患者管理、任务管理、医师管理及数据库管理。医师管理前端，采用Html+CSS+JavaScript开发，实现医师在线患者管理、任务管理、医师管理和数据库管理等功能。医生操作医师管理前端时，通过用户名和密码登录到云服务中心，浏览所有任务情况、患者情况等；接着点击某个患者，查看患者的诊断报告，以及在线对患者复诊[5]。

图3 健康云服务中心模块关系图

4 结语

本文设计了基于Android的移动心电监护系统，并对其中的硬件以及软件部分做了相应的讲解，特别是对Android客户端设计和健康云服务中心做了详细的介绍。对本系统进行试验分析，显示本系统具有一定的应用工程价值。与现有的心电监护设备相比，本系统仅需一款安卓智能手机，就可以实现对心电数据的监控，在提高了监护设备的便携性同时也极大地降低了生产成本，具有普适的应用前景。

[1]熊狮，吴效明．基于Android系统的生理数据蓝牙传输技术[J].中国医学物理学杂志，2012，11（6）：3801-3803.

[2]李伟，吴效明．基于蓝牙技术的嵌入式多生理参数监护仪[J].嵌入式系统应用，2006，22（1/2）：29-32.

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

[4]姜姣娇，赵涛，张晨曦.基于移动技术与网络技术融合的医疗信息系统[J].天津大学学报（社会科学版），2012（3）：253-257.

[5]蓝坤，张跃.基于Android的心电监护软件系统设计与开发[J].计算机工程与设计，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年浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划（项目编号：2017R449003）。

袁芬（1981—），女，浙江杭州人，硕士，副教授，主要从事大数据、云计算。陈彬尧（1997—），男，浙江杭州人，大专，主要从事软件设计与开发。