体医融合视域下校园智慧健康管理平台开发与实现

文 / 张正民，郑艳艳，周小明 ，汪锡文

世界卫生组织把缺乏运动列为威胁人类健康的第四大因素，“生命在于运动”“运动是良药”已经成为全球社会的普遍共识。现有的研究已经有力的证实，科学的运动能够在防病和康复两个健康维度做出重要贡献，在预防、治疗和康复三位一体的健康链条中具有重要意义。“体医融合”代表了健康促进新趋势的理念将成为推进健康中国建设，全面提升中华民族健康素质、实现人民健康与经济社会协调发展的国家战略的重要措施和依托。随着人工智能和大数据与大健康领域结合得越来越紧密，大健康领域进入了全新的“数字化健康管理”的时代，让大健康领域“获得健康数据难”和“有了健康数据但缺乏干预手段”的两大痛点有了破解路径。“互联网+”和“健康中国”一首一尾跻身国家战略，使健康领域迎来大发展契机。然而，校园作为一个人口最为密集的微型社会。更加渴望有一个有效的智慧健康管理平台来应对有关师生健康的各种突发事件，特别注意的是对于基本预防和科学锻炼也是智慧管理平台开发的题中之义。

1 国内外研究现状

1.1 体医融合

体医融合最早起源于美国，1954 年成立美国专业运动医学行业协会(American College of Sports Medicine)，简称 ACSM 协会，旨在通过运动科学、体育教育和医学等先进科学成果铺建人类健康之路。1980 年美国政府将运动纳入健康管理体系中，制定并实施 10 年的 Healthy People( 健康公民 ) 计划，在这基础上后来构建了美国医疗卫生服务与体育健身一体化平台，即 HHS(美国卫生与公共服务部)计划，促进国民健身运动期间，给予医疗卫生服务。2010 年美国 贝利曼·JW 学者 在 Exercise is medicine： a historical perspective一文中正式提出“Exercise is medicine”即运动等于良药，奠定了体医融合思想的雏形。1990 年，将体力活动纳入健康促进计划中；2000 年将其列为 22个优先发展领域之首；2010 年和 2020 年分别将其列为主要健康指标。在日本，稍具规模的健身场所都会配备体医融合的专门人才，以便对刚进入健身锻炼的爱好者进行体质测试与全面的医学检查，而“体医融合”类专业人才会依据检测报告的结果来判定健身者适合什么类型的健身活动，最终为健身爱好者制定健身计划。在德国“体医融合”的机构健全，运动康复医院数量众多，设备齐全，专业水平较高，对运动的损伤的预防与治疗有着明显的作用。

1.2 健康管理

20 世纪 60 年代美国保险业最早提出健康管理这一概念。20 世纪 70 年代，健康管理(Health Management)在美国兴起，随后健康管理在英国、德国、法国和日本等发达国家也逐步发展起来，并形成了覆盖广而深的产业。而健康管理作为新兴理念于 20 世纪 90 年代引入我国，我国学者对健康管理的概念也都有不同的见解。中国健康管理的发展是从 2001 年第一家健康管理公司注册正式开启，2005年拥有了正式发展，健康管理师被列入国家职业资格，2006 年健康管理获得飞速发展，享有“健康管理年”之称，各种会议、培训层出不穷。但我国把健康管理作为一门学科及行业仅有十余年时间。吴静娜、卢建华(2008)等人回顾健康管理的历史和现实时，指出我国“有病才治”、“经医就有药”的“生病就医”模式根深蒂固，对没有不适症状的健康问题大家都不重视，甚至不懂不了解，这些也正是造成慢病快速发展的重要缘由，这也是我国进行健康管理的必要性。2003 年突如其来的 SARS 使我国对预防体系真正重视起来，随后持续出现的流行感染性疾病促进了我国开始重视健康的预防工作。饶克勤，钱军程等人(2012 年)揭示促使我国健康管理发展的另一个要素是我国老龄化的情况加剧和慢性病患者数量日益猛增。为了规范我国健康管理的发展，我国健康管理领域专家陈君石、黄建始在编写的《健康管理师》中，将健康管理实施分为三个环节：健康信息采集、健康风险评估、健康管理干预。

中国正处于第四次社会转型期，体育与医学结合共同促进全民健康的这种新产业形态的出现为传统较为单一的医疗健康服务产业转型带来新的契机。进入“大健康”时代的中国，健康管理产业发展的新动能被持续挖掘，利用体医融合全面提升和改造中国健康管理产业成为我国健康产业发展新动力。顺应形势把握住体医融合带来的重大发展机遇，可以带动我国健康产业的整体跃升，进而为健康中国的早日实现提供强大动能。“把以治病为中心转变为以人民健康为中心”，这是从医疗健康干预向非医疗健康干预转变的过程。以体医融合的理念、思维和模式，建构和优化全民健身服务体系，是我国体育与医疗系统共同面对的课题。

1.3 运动健康管理

近年来很多社会组织，尤其是一些企业频繁使用该词语，然而在学术研究中，此概念尚未得到广泛传播，仅有少数人采用。 黄浚智(2012)硕士论文题目为《运动健康管理网络平台的研制与应用》，但没有将运动健康管理作为专有名词进行解释运用，而模糊地解释了健康管理中，运动干预是其重要组成部分。 于飞(2013)提出了运动健康管理概念的雏形，但该概念仅是简单描述，没有突出运动健康管理特点。随后一些关于运动健康管理设备研发文章出现后，就直接使用了运动健康管理一词，未曾进行过解释。运动健康管理概念的内涵是运动促进健康，实现健康的管理。其概念外延是指在健康管理过程中运动干预的实施、健身指导中运动指导、术后康复中运动促进这些均属于运动健康管理的元素和缩影，当运动状态出现时，就有可能出现运动健康管理，只是之前没有明确的概念和认知，也不曾将该行为规范化、系统化。因此，有意识、规范、系统、持续、有目的的运动实施都属于运动健康管理的范畴。

1.4 智慧健康管理

智慧健康是基于物联网的环境感知网络和传感基础设施的实时的、智能的、无处不在的医疗保健服务。得益于云计算、雾计算以及物联网等相关技术的快速发展，关于智慧健康的相关研究也逐渐步入正轨。近年来对于智慧健康的相关研究，主要从云端和边缘这2 个主要方向展开，其中包含了云、雾计算，物联网传感器，区块链以及隐私和安全等相关技术。目前，在云和智慧健康的研究中，关注点在于如何利用云去完成海量健康数据的挑战和提升服务性能，具体包括健康大数据在云中的存储、检索和计算等相关问题。而在边缘，研究重点转变为健康数据的采集、传输和计算，具体包括用于采集健康数据的各类传感器和可穿戴设备、各类无线传感器技术以及如何在边缘处理健康数据并提升服务性能等。最后，区块链在智慧健康服务的诸多新兴应用以及智慧健康数据的隐私和安全问题，物端能耗和性能设计折中、异构化数据和多样化应用、医疗大数据感知的系统、自适应的边缘资源融合、高可靠高可用的系统设计等未来热点研究方向，未来面向智慧健康的软硬件系统，尤其是跨越云和边的融合式设计将大有可为。

2 研究意义

体医融合的实施路径主要包括理念融合、技术融合、业务融合和产业融合。理念融合是先导，技术融合是条件，业务融合是核心，产业融合是结果，四者共同构成了体医融合动态发展过程。建议把运动处方门诊作为开展体医融合工作的重要突破口和具体抓手，形成适合在全国范围内广泛推广的一种体医融合模式，让体医融合真正从理论走向实践。健康管理是对个体或群体的健康进行全面监测、分析，提供健康咨询和指导以及对健康危险因素进行干预的全过程。引入健康管理， 有助于使全民健身运动更具有可操作性。引入健康管理， 有助于社会资源的整合。智慧健康管理是健康服务与信息技术相融合，运用信息技术优化健康理信息的获取、传输、处理和反馈，实现区域一体化协同的健康管理新模式。本平台引入了健康评估理念，并参照《国民体质测定标准》，通过对人们生活方式和体质状况进行评估并给出相应的个性化指导方案，向人们传播健康科学的管理理念。通过平台开展健康评价、制定健康计划、实施健康干预等全流程服务管理，改善健康状况、提高生命质量。

3 研究方法

本文主要研究的是运动与健康管理网络软件的开发设计与功能实现，为提高数据管理使用的安全性，系统的可拓展性，在系统整体架构上采用了基于C/S结构的模块化设计方式进行开发，通过文本、图像、图形三种方式向用户展现数据，采用导航控制器、表视图、图片视图等具有特色的工具来完成视图的切换和数据的放置。借助UML类图、顺序图、活动图和主要实现代码进行分析说明。分别对系统中各个模块进行功能测试和性能测试，验证系统的功能可用性、系统稳定性，兼容性以及用户体验是否完善，并给出系统中主要功能界面的截图。给出系统总体框架设计、软件层次架构设计、数据模型和接口的设计详情等。

4 研究结果

应用健康管理、运动人体科学与电脑工程的学科知识，构建运动健康管理网络平。为运动促进健康的运用提供基础网络平台。为运动健康管理的开展提供应用网络平台。健康管理平台由三个大的基本服务模块构成，即移动端健康管理服务、应用端健康管理服务、基础资源管理服务，通过移动网络实现终端健康数据采集、体检系统、医院管理系统、电子病历系统集成、统一存储学生的健康数据，辅助知识库对健康数据进行有效利用，不断的跟踪服务形成一个健康管理服务的封闭循环。由于学生健康档案信息共享、服务质量、效率、效益、利益分配等原因，在现实中这个循环是不可分割的，整个服务需要在一个管理体系下完成，并通过信息化为手段，以健康管理的信息资源整合、共享，实现智慧健康管理科学化。对于个人健康管理服务系统来说，其主要需求是为个人用户提供健康管理服务，并且允许医生用户为个人用户提供合理的健康建议。其中个人用户通过Android客户端使用本系统，系统为用户提供个人信息管理、个人健康信息管理、个人健康评估报告、医生健康指南等服务。医生用户和系统管理员用户通过Web管理平台端在浏览器上使用本系统，其中医生用户的职责是根据个人用户填写的健康信息，提供健康建议的反馈，并将反馈信息以简报的形式展示给个人用户。系统管理员主要负责对系统中的用户信息和数据进行统一的管理，个人健康管理服务系统的总体功能UML用例图如图1所示。

图1 系统总体功能UML用例图

4.1 构建运动与健康管理体系

介绍运动与健康管理理论的发展历程，重点介绍本系统采用的健康风险评估标准，运动处方以及运动与膳食平衡的研究成果，以及系统实现所采用的关键技术。针对我国目前在运动与健康服务系统建设领域尚处于空白阶段的问题，结合当前我国人群中普遍存在的亚健康、抑郁症等病情，综合多年来运动与健康管理研究成果和总结国内外经典的心理健康量表、运动处方、膳食处方等使用经验，构建运动与健康管理体系内容。

4.2 设计运动与健康管理网络软件

整个“学生体质健康管理软件”的结构分成五个层级，形成一个分层架构，自顶向下，分别是表现层、应用逻辑层、软件支撑层、数据访问层以及数据层。整个系统架构，如图 2 所示。

图2 学生健康管理软件系统架构图

1)表现层：当前层的主要为面向用户的交互功能。它把用户的需求信息传送应用逻辑层，然后为用户展示反馈结果。在这一层中，因为本文分别使用了 B/S体系结构和 C/S 体系结构，所以有两种表现形式。手机客户端为C/S 体系结构，在这里必须使用相应的手机客户端软件登录系统，而管理端则可以直接使用浏览器登录系统。

2)应用逻辑层：当前层是作为一个连接用户和数据库之间的桥梁，为相应客户请求的数据的增加、删除、修改和查询等功能而由应用逻辑层进行处理和分析，再将得到的结果传递给相应的对象，即用户或者数据库。

3)软件支撑层：当前层是为了向个人健康管理系统提供必需的软件环境。

4)数据访问层：当前层起到的是访问的数据库服务器的作用，在这里进行数据交互。

5)数据层：当前层就是整个系统的信息存储地，将处理整个软件的所有数据相关的请求。

4.3 设计运动与健康管理电子档案库

构建软件的总体结构设计和基于云存储的运动处方生成方案，并对各子模块的具体功能以及系统数据库的构成进行了设计。建立运动与健康管理电子档案，具体包括：用户管理信息，健康管理评价自评数据表，医学体检管理、体质检测数据库、心血管风险预测数据表、运动处方和膳食处方信息表等。为方便用户查看和管理，设计了基于云存储的文件管理系统，并提供表单页面打印功能。为确保系统存储计算速度，以及数据库的运营维护成本，采用MySQL对系统数据库进行开发。

4.4 运动与健康智慧管理平台的应用

依据健康检测、体质检测和机能测试等相关数据及评价参考标准，设计和开发运动与健康网络软件系统。软件系统中包括“个人信息、心理健康评估、医学体检管理、体质健康管理、WHO/ISH 风险评估、运动与膳食管理、膳食与运动健康指导”等模块，各模块具有输入、保存、测试、评估、统计分析等系列功能，智能化地实现心理、行为、运动、营养等多方面的自我健康管理，自我制定干预方案，从而达到科学健身、增强体质、防病治病、提高生活质量的目的。个人健康管理服务系统在功能设计上分为两大模块：Android客户端模块和Web管理平台模块。以上章节对用户的需求进行了分析，初步确定了系统的用户需求，根据用户需求设计了如图3所示的系统主要功能模块图。

图3 系统主要功能模块

Android客户端模块包括注册和登录、个人信息管理、个人体检信息管理、个人体质测试信息管理、生活习惯信息管理六个子模块。Web管理平台模块包括系统管理员模块和医生反馈模块两部分，其中系统管理模块包括用户信息管理和消息推送两个子模块，医生反馈模块包括查询个人用户信息和健康建议与评估两个子模块。

根据软件系统的设计思想和结构，绘制如图4所示的E-R图(即实体-关系图)。

图4 系统E-R图

一个成功的软件需要一个逻辑清晰、设计合理的数据库作为支撑。从系统核心E-R图中可以看出，系统主要包括这些表，即：用户基本信息表(users)、用户体检信息表(examination)、用户体测信息表(fitness)、生活习惯信息表(habit)、和健康反馈表(suggest)等。

4.5 运动与健康智慧管理平台开发的评估

该方法作用于该移动终端系统，并配合智能化慢性病健康管理服务系统中的健康数据云平台、健康体征测试、运动能力测试、智能化健康管理等子系统，形成包括从健康指标和运动机能检测开始，到管理目标推理和运动处方生成，再到通过移动终端进行运动干预和效果反馈，然后根据反馈结果调整运动处方等环节的闭环指导方法。移动互联网与智慧医疗的发展为基础，根据健康管理系统的定位和需求确定了系统实现的技术方案与路线。健康管理系统主要由健康服务平台、移动健康应用以及连接两者的通讯层、数据处理层等组成，并通过移动健康应用为用户提供一系列的个人健康服务。将医疗健康服务转移至移动终端，让移动互联网与医疗健康服务为人们提供更智能和快捷的服务，从而提高人们的健康状况与生活质量。

5 研究结论

依据健康检测、体质检测和机能测试等相关数据及评价参考标准，设计和开发运动与健康网络软件系统。软件系统中包括“个人信息、心理健康评估、医学体检管理、体质健康管理、WHO/ISH风险评估、运动与膳食管理、膳食与运动健康指导”等模块，各模块具有输入、保存、测试、评估、统计分析等系列功能，智能化地实现心理、行为、运动、营养等多方面的自我健康管理，自我制定干预方案，从而达到科学健身、增强体质、防病治病、提高生活质量的目的。智慧健康管理平台是一个动态性的闭环模式，可以实现线上线下联动的智能化健康管理服务。医疗和体育都是促进健康的重要措施和手段，利用大数据分析技术，对采集的海量健康数据进行深度挖掘，找出内在规律，将体育中的训练监控、康复治疗手段及运动营养支持等应用到全民健康中，探究运动与健康之间的剂量一效应关系的同时，规避运动风险的发生，做到真正的科学运动。