肺音助诊平台的设计与开发实践研究

余燕 池晓佩 徐蓓

摘要：肺音听诊对小儿肺炎疾病的早期发现、早期治疗极其重要。本文基于病理性附加肺音的可视化识别方法设计了基于移动端的肺音助诊平台。用户在该平台可以采集肺音并将肺音文件上传到服务器，通过平台获取肺音可视化分析图谱以及肺音分析结果。此平台可以帮助患儿家长及时了解孩子是否产生了病理性附加肺音，并且辅助医生进行小儿肺炎等肺系疾病的临床诊断，有较好的临床和健康服务价值。

关键词：移动医疗;肺音;可视化图谱;小儿肺炎;助诊平台

中图分类号：TP311                                  文献标识码：B                                  DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.15.006

文章编号：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）是儿科呼吸系统疾病常见之一，发病率和死亡率均居首位，被世界卫生组织列为三种重要儿科疾病之一[1]。导致小儿肺部疾病更多的来源于受外界环境的影响，小儿肺部娇嫩，行气未充，特别在秋冬寒凉季节，儿童容易感冒，进而引发肺部疾病。加之近年来气候环境污染日益严重，免疫力较差、肺部娇嫩的儿童肺部极易受到影响。小儿肺炎一般表现为感冒、发热、咳嗽及呕吐等症状，由于早期肺炎肺部症状表现不明显，常被家长、经验不足的医生认为是普通感冒。在临床上听到孩子肺音若伴有喘鸣音、干鸣音等异常肺音，则患肺炎的可能性极大，如果治疗不及时，严重则危及患儿生命。但临床肺音分析及其复杂，医生容易受主观因素影响，凭经验诊断极其不容易。

移动医疗给医疗健康行业注入了新的血液，生物科技公司的崛起、医疗应用程序的研发都给未来医学领域开启了新的发展研究方向[2]。打破传统诊疗模式，为患者带来线上线下的服务已经成为当代社会的新格局。用户或者医生可以将需求通过智能医疗软件与人工智能或者该领域专家互动，在移动医疗的基础上与人工智能算法结合，实现远程的疾病诊断。智能医疗的应用能够提高医生诊断的准确性，减少错诊、漏诊，有利于医生临床水平的提高，同时还能促进偏远地区医疗技术的发展[3]。将移动医疗升级为智能医疗，智能医疗将辅助我们更加合理地配置医疗资源[4]，为医生提供优质的辅助诊疗服务，为患者提供实时、便捷的医疗服务。移动医疗结合人工智能算法的服务模式将医疗健康服务由单一地点化模式转化成为随时、随地、随身的服务模式，开启了移动智慧医疗的发展，实现了医患服务新模式[5]。随着互联网、人工智能以及移动医疗的不断发展创新，将只能听到的肺音转化成可以看得见的病理特征图谱以及对肺音的识别分析，并且能够将分析结果更便捷的呈现在医生、患者眼前是医学领域专家及人工智能专家们日益关注的问题。目前市场上有专门用来采集肺音的电子听诊器，但能够对肺音进行分析判读的应用平台在国内较少。本文主要设计基于病理性附加肺音的可视化识别肺音助诊平台，以期为辅助医生进行小儿肺炎等肺系疾病的临床诊断提供参考价值。

1肺音助诊平台的应用场景

研究病理性附加肺音的可视化识别方法，不仅有助于进一步认识和明确病理性附加肺音的发生机制和疾病的病理生理特点，还有助于医生在临床采纳并应用这一方法对一些呼吸系统疾病进行早期诊断[6]。肺音可视化识别方法在降低肺部疾病误判、误诊率方面做了较为突出的贡献，对医生、患者都有很重要的意义，其可以辅助医生通过听诊诊断呼吸系统疾病、在日常生活中预防和治疗呼吸系统疾病，有助于医生提高肺音听诊诊断准确率，帮助患者实时检测和了解肺部病情。本文设计基于病理性附加肺音可视化识别方法的移动端应用助诊平台App，实现患者信息的管理、肺音文件的上传、可视化肺音分析图谱及结果分析的管理和下载等主要功能。本平台还结合中医对肺系疾病的辨证论治等方法，为用户提供中医治疗肺系疾病的相关知识，从而为肺部疾病的提早预防提供帮助和支持。

该平台的设计辅助医生对肺部肺音的分析，减少主观因素的影响，提高小儿肺炎诊断准确率;医学学生可以在平台上听取典型的肺音音频以及相关图谱结果进行学习，丰富诊疗经验;医学研究机构可以通过该平台获取肺音数据资源进行研究;家长也可以通过该平台对孩子肺音进行实时监测并及时了解孩子是否存在病理性肺音等异常状况。平台在以上几个方面进行了相应的需求分析，并设计了典型用例，结合实际调研需求来进行平台的概要设计。

2肺音助诊平台的应用流程

本文基于病理性附加肺音的可视化识别方法来实现肺音助诊应用平台的App系统。系统目前开发了基于谷歌公司的Android（安卓）系统的版本，在Android studio开发平台上利用java web技术进行设计与开发。

用户可以通过网站链接或手机扫码下载肺音助诊应用平台App，安装后即可注册和登录使用。医院医生需要用数字听诊器采集患者肺音，其他可能的应用场景包括在社区医院由社区医生或者经过培训的患儿家长利用数字听诊器为患儿进行肺音采集，得到患儿的听诊音频文件。

用户可将采集好的肺音音频文件通过该平台上传到平台的服务器端，并且可以通过手机App对平台上肺音文件进行复听和管理。助诊平台有肺音可视化自动分析的服务功能，用户提出的申请获批后可以调用肺音的可视化识别算法接口得到经过算法自动分析后得出的肺音可视化谱图和肺音分析结果。这些服务器端返回的信息和患者的其他信息都可以保存在病例库中，帮助用户做病情诊断。

在此基础上，用户还可以通过平台查看和选择专业医生，进行相关的病情咨询。通过“寻名医”模块，用户可以将前面的病例数据及谱图和自动分析结果远程传送给服务医生，并与医生就患者情况进行咨询和交流。

按照系统应用设计，肺音助诊App平台的应用流程见图1。主要是描述临床助诊的过程，医学生的肺音听诊学习也可以借助此平台，其登录系统后可以从平台获取经过认证的最新的肺音听诊数据。学生可以将个人的肺音听诊结果与专业医生的听诊结果进行比较，从而提高个人听诊能力，另外通过患者肺音谱图与听诊结果的比较，可以培养医学生看肺音谱图辨别病理性肺音的能力。医学研究机构可以与平台合作，在算法设计和肺音与疾病的关联方面

进行研究。

3系统功能模块的设计

本平台共划分6个功能模块，分别是知识管理、病历信息管理、用户信息管理、肺音管理、远程诊疗、支付接口。具体的功能模块设计见图2。各模块功能介绍如下。

3.1用户信息管理模块  用户通过注册账号信息，生成实际的用户ID，登录成功之后可进入个人页面，完善个人信息以及填写病历信息。

3.2肺音管理模块  用户可以在该功能模块下把采集来的肺音文件添加到平台，见图3。在上传音频之前可以先试听添加的肺音文件是否合格，如果不合格可以删除该肺音音频，重新添加。再次确认之后，完善信息上传到平台，服务器端将返回可视化肺音图谱及分析结果，见图4。用户可获取该数据结果并保存本地，该服务可帮助孩子家长和医生及时了解孩子肺部肺音情况。

3.3病历信息管理  患儿家长或者社区医院医生采集肺音之后，完善病历信息，及时记录其病情，供临床医生作诊治参考。病历信息数据可以导出到Excel表格里，该功能可将数据库里的病例信息数据批量导出，方便医生及医学生对病例数据的分析研究，同时也帮助用户灵活管理病历信息。

3.4远程诊疗模块  患儿家长可以通过该平台上传患儿的肺音音频，并获得对患儿肺音文件的检查分析，可参考平台给出的肺音分析结果及时了解患儿的肺音状况。如果平台返回的肺音分析结果是异常肺音，家长可以选择带患儿去医院找医生做进一步的诊断，也可以在该平台上查找并选择专业医生，把肺音文件、从平台获取的结果报告以及病历信息发给医生。医生接受委托后可以在线获得该患者肺音文件进行听诊，并且结合该患者的可视化肺音图谱及分析结果进行辅助诊断，最后由医生给出诊断结果或建议。

3.5支付接口模块  为了让用户更好的体验该平台的服务，平台前期不涉及支付功能。但因为后期会产生医生咨询服务及平台运营费用，所以设计了支付接口，可以接受常见的移动支付。这一功能可以在实际运营服务时解决收费的问题，更加全面的为用户提供服务。

3.6知识管理模块  该模块定期更新肺部健康护理及肺部疾病预防的相关健康常识，增强用户对肺部健康的预防意识以及日常生活中的健康呵护。

4总结

基于移动终端的肺音助诊App服务平台具有现实的临床意义，通过移动端与人工智能算法结合對肺音进行分析，用户可以通过该平台进行实时监测患者肺部肺音情况，如有病理性肺音则可以在线上联系知名专家咨询问诊，专家可以在平台上接收患者肺音分析图谱、肺音分析结果以及听患者肺音音频进行辅助诊断，提高诊断准确率。

此平台所依托的是关于小儿肺炎研究的多项国家课题及相关专利技术，此项研究前期已经在国内十多家医院积累了几千例小儿肺炎患者肺音数据。目前平台在和相关的听诊器开发单位继续进行合作研究和数据采集，在医学专家、大学科研人员和设备厂家的共同支持下开展工作。相信未来肺音助诊App平台在关爱儿童肺部健康，远离儿童肺炎疾病方面将扮演更重要角色。

参考文献：

[1]朱冬艳.中医外治小儿肺炎的研究进展[J].内蒙古中医药，2017，36（8）：153-154.

[2]曹原.远程医疗路阻且长[J].中国医院院长，2014，10（22）：46-52.

[3]王海星，田雪晴，游茂，等.人工智能在医疗领域应用现状、问题及建议[J].卫生软科学，2018，32（5）：3-5，9.

[4]李兰娟.智能医疗的进展与前景[J].中国科技产业，2017（1）：66-67.

[5]莫胜男，尚武.智慧医疗服务平台中的移动健康服务[J].医学信息学杂志，2015，37（19）：14-17.

[6]张柯欣.病理性附加肺音可视化识别方法研究[D].东北大学，2016.

收稿日期：2019-4-10;修回日期：2019-4-22

编辑/成森