基于云平台的自助体检一体机系统的设计与实现

熊烨 王磊 李乾

（贵州健康职业学院 贵州省铜仁市 554300）

随着“互联网+”一词的提出，使我们的生活中无处不存在互联网一词，“互联网+”主要是运用计算机技术和其他的交叉学科各项关键信息进行整合、分析、感测，从而提高居民生活水平，促进城市的和谐、可持续成长。我国健康领域改革发展成就显著，人民健康水平不断提高。同时，我国也面临着工业化、城镇化、人口老龄化以及疾病谱、生态环境、生活方式不断变化等带来的新挑战，需要统筹解决关系人民健康的重大和长远问题，只有很少的一些地方有社区自助健康管理系统，而且有些仅供体检使用，不提供后续的服务，有些提供简单的健康管理服务。通过“健康中国2030”规划纲要，健康是促进人的全面发展的必然要求，是经济社会发展的基础条件，是民族昌盛和国家富强的重要标志，也是广大人民群众的共同追求，健康领域的发展对社会起着举足轻重的作用，基于该背景，以及部分偏远地区存在看病难、体检麻烦、医疗资源匮乏等问题，本文提出设计一款自助体检一体机的智慧健康云平台。该云平台融合了大数据、云计算等技术，免除居民身体健康信息掌握不足的困扰，实时了解自己的健康信息，一旦发现问题就能及时就医，尽可能保证诊治的最佳时期。

除此之外，该系统后期还可以应用大数据来分析用户健康数据，做到疾病的预测和用户健康状况的预测，从而做到真正的打造一个智慧的健康行业。

1 系统整体架构

基于自助体检一体机的云平台整体架构，如图1所示。

图1：系统整体架构图

本文主要分为五层，主要研究其中软件部分。首先将从数据采集层的前端医疗传感器数据通过无线传感器ZigBee发送至网关，然后通过网络层将数据上传至云平台，数据处理层对用户健康数据进行处理、分析，最终在应用层通过Web或APP的形式展现给用户。

2 系统功能设计

本文是基于自助体检一体机的智慧健康云平台，主要涵盖自助体检一体机的上位机软件设计以及云平台如图2所示。上位机的软件设计主要包括身份证号登录的登录方式模块、个人基本信息查询和个人基本信息修改的个人基本信息管理模块、个人健康情况查询和整体健康情况查询的健康信息查询模块以及健康促进服务模块。云平台的软件设计主要包括个体、群体的数据分析、存储以及反馈。

图2：系统整体设计图

3 系统软件设计

3.1 上位机软件设计

自助体检一体机系统采用2012版本VS系列的用C++程序语言，本系统采用位图来实现对话框窗口，在资源编辑器中增加一个对话框资源，修改对话框资源相关属性。然后创建与这个对话框资源相关的类 CBeginDlg，在类的OnPaint()函数中进行粘贴位图工作。为了系统的安全以及用户的信息采集，采集系统也需要通过身份证或者手机号进行登录才能进行生理指标的采集。

登录之后点击相应的指标图标按钮即可进行测量，在测量开始前会有对话框弹出提醒用户该设备的使用规范，点击确定即可开始测量如图3所示。

图3：采集结果子系统测量弹窗

测量结束之后会有弹窗进行提示，并在界面右侧显示框内显示设备所采集到的测量数据。

本设计是采用MSComm控件进行上位机与下位机之间的通信，首先设置MSComm控件的波特率、端口号、校验位以及输入输出缓冲区的字节长度等部分参数，然后调用Open()打开端口，对接收的数据进行解析分析，判断数据是否完整，最终就可以实现上位机与下位机之间的串口通信。

3.2 云平台软件设计

云平台软件系统主要包括系统用户管理、基础数据管理、健康档案管理、健康知识管理等功能模块。

基础数据管理模块主要是用户信息的编码标识；系统用户管理模块主要是是保障系统安全的重要部分，为不同的用户设置相应的操作权限，通过权限管理来增加系统的安全性；健康档案管理模块是指居民定期使用采集终端采集的生理信息如体温、血糖、血压、身高、体重等参数信息，并进行统计分析；健康知识管理模块是指用户通过系统了解一些常见病或健康基础知识。

3.3 Web管理系统

主要包括登录方式模块、个人基本信息管理模块、健康信息查询等模块。

3.3.1 登录方式模块设计

用户需要通过自助体检一体机智慧健康终端系统刷身份证注册，然后才能登陆云平台。用户在云平台上输入身份证号和密码登录到系统。系统与数据库相连，查询当前输入的身份证号与密码是否匹配，如果匹配用户就能够成功登入系统。

3.3.2 个人基本信息管理模块设计

用户需要登陆才能访问该模块。在该模块中用户可以查看自己的身份证号、姓名、性别、民族、出生日期和地址，并允许修改当前用户的密码。修改密码是需要验证原密码，当原密码正确时才能输入新密码。用户需要输入两次新密码，当输入的两次新密码相同时用户密码修改成功，否则修改失败并给出相应提示。

系统在session中获取当前登录用户的ID号，通过此ID号连接数据库查询用户信息表中的数据，并将结果返回给前端显示。

3.3.3 健康信息查询模块设计

图5：健康云平台运行界面

在个人健康情况查询中，用户能选择按周或者按月的方式来查看自己这段时间的体检的结果。本系统运用ECharts图表将数据库中的数据可视化显示，根据用户体检得到的不同指标的特点，将采用折线图、条形图等方式呈现。

在整体健康情况查询中，以性别、地区和年龄段来划分，用户可以查看不同情况下的其他用户的整体情况。查看平均值是指查看各生理指标的平均情况。查看百分比是指查看各生理指标中正常范围和、偏低、偏高人数占总人数的百分比。

在该模块中，系统自定一个时间戳，然后按时间顺序对用户的体检信息排序，得到的结果用JSON封装返回给前端调用，将数据显示在页面上。

4 云平台疾病预测

根据用户近段时间的身体变化情况，对用户提出的健康生活建议，引导居民建立健康的生活习惯和饮食习惯，从而不生病，少生病，提高居民的幸福指数。居民也可以根据自身的健康需求及体征特点，在该模块的健康生活资讯中找到适合自己的健康小建议。

系统根据检测指标可以预测的疾病：高/低血压、糖尿病等症状。

4.1 单个疾病预测分析

4.1.1 高血压

主症：血压>140mmHg

次症：遗传，体重，体检的时间段， 职业，性别，年龄

注：体检者的家族病史，原发性高血压有很高的遗传倾向；体重超重或者肥胖时概率增加；冬天比夏天高，上午8~10点血压为一天中最高，因此若是体检者这段时间进行血压体检时评价指标要稍微改变；脑力劳动者，精神压力大者血压也会高，因此针对这些体检者的指标也应稍微改变；男女血压比例不同；绝经期女性高血压概率增大，因此若体检者处于这个年龄段，则在主症的基础上预测患高血压的概率增加。

根据主症和次症得出的结论有：根据血压测量结果和您的家族病史/体检体重/体检时间段/职业/年龄 预测您患高血压的概率比较大，为了您的健康，建议您去附近正规医院进行血液检查、尿液及肾功能检查、心脏功能检查以及医生建议的其他检查；同时这段时间建议您：合理膳食，适量运动，情绪不易太过波动，定期测量血压。或者根据此次体检结果分析得出您暂时患高血压的风险比较小，建议您继续保持运动和饮食习惯，保持定期测量血压的习惯。

4.1.2 低血压

主症：血压<<90mmHg

次症：体重，体检的时间段，性别

注：体重过于瘦时低血压的概率增大冬天比夏天高，上午8~10点血压为一天中最高女性低血压比男性高3~4倍

根据主症和次症得出的结论有：根据血压测量结果和您的体检体重/体检时间段/性别 预测您患低血压的概率比较大，为了您的健康，建议您去附近正规医院进行系统检测。或者根据此次体检结果分析得出您暂时患低血压的风险比较小，建议您继续保持运动和饮食习惯，保持隔段时间进行体检的习惯。

4.1.3 糖尿病

主症：体重

注：体检者一段时间的体重下降趋势过快，则患糖尿病的概率比较大

给出的结论是：根据您这段时间的体检体重，分析得出您患有糖尿病的概率比较大，为了您的健康，建议您去附近正规的医院进行进一步的血糖测量；同时建议您这段时间：控制饮食，少食多餐；少食血糖生成指数高的食物；坚持锻炼；保持良好的心情。或者根据此次体检结果分析得出您暂时患糖尿病的风险比较小，建议您继续保持运动和饮食习惯，保持定期体检的习惯。

4.2 单个疾病预测分析

（1）高血压患者 一般都有糖尿病;当体检者患高血压的概率比较大时，这时应该分析其是否有糖尿病

（2）高血压有时候会伴有甲亢；当体检者患高血压的概率比较大时，这时应该分析其患甲亢的概率。

（3）当数据库中包含一个小区一段时间的体检数据时，可以对这些数据进行分析，主要分析体检者患有高血压概率比较大时，糖尿病和甲亢指标是否异常，通过数据说明高血压患者伴有的综合症状。

4.3 数据处理过程

4.3.1 数据预处理

比如高血压，其属性为血压、遗传史、体重、体检的时间段、 职业、性别、年龄七个；在weka 的可视化区域中有个直方图，里面的每一个矩形中不同的颜色表示在当前属性的某一个取值下各个类别所占的比例，比如点击“体重”这个属性，直方图里矩形就代表肥胖、超重、适中、偏瘦。

4.3.2 数据分类

这一过程可以选择机器学习中的分类算法进行操作。如svm、 决策树、或者交叉验证。

4.3.3 结果分析

首先，实验使用十折交叉验证的方法， classifier output中，首先，画出了一棵树，在高血压中树的根节点选择血压指标，分裂节点选择遗传史、体重、职业、体检时间段、性别、年龄6个属性；最终判定得高血压的概率。

5 实验测试与分析

通过测试，该系统可以正常注册并使用，进入系统后，能够实现用户个人、健康信息管理，能够正确给出用户身体状况评估并给出合理的建议，用户整体健康状况统计分析结果准确，能很好的满足平台功能需求，系统部分运行情况如图4、5所示。

图4：自助体检一体机运行界面

6 结论

本文提出的基于自助体检一体机的智慧健康云平台设计方案缓解了当前医疗现状，改善了用户体检难的情况。本文在对自助体检一体机系统及健康管理系统现状进行研究分析的基础上，建立了集检测、管理、评估和预测等功能于一体的系统模型，居民可以实时查看自己的健康状态，获得合理健康建议，一旦发现问题就能及时就医，尽可能保证诊治的最佳时期。