基於Android平台的心電遠程監護係統的實現
學術研究
作者：張鵬 嚴孝祥
摘 要：建立一個基於安卓手機的心電遠程醫療監護係統。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，得到生理信號數據後，進行數據保存及繪製實時心電圖。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麵對的難題[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，即遠程醫療監護係統[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。由於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製約，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。關於移動醫療，近幾年研究人員也開發了一些新產品，但這些產品隻能測得患者的用戶數據，並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，同時也製約了該技術的發展。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終端操作係統，設計了一種基於Android平台的心電遠程監護係統。幫助病患在實際生活中及時有效地將信息發送給醫生，並在第一時間得到醫囑，極大地提高了病患的第一救治時間。該係統不僅可實現心電的實時監護，後續還可以將血壓、脈搏等其他生理信息加入進來。
1 心電遠程醫療監護係統
心電遠程醫療監護係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，然後利用現有網絡將這些信息傳遞到服務器，並對數據進行保存及再處理，建立了一個基於安卓係統的移動醫療應用。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係統[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、預處理和藍牙傳輸於一體的微型數字心電開發板，原始心電數據采樣率為512 Hz。
1.2 Android係統構架
Android係統共分為4層，從高到低分別是應用層、應用框架層、係統運行庫層和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，日曆、地圖、瀏覽器、聯係人管理等。
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 係統運行庫層。
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。
2 係統實現過程
本文章采用ECG開發板、Android 2.3係統的手機和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。後台數據庫使用MySQL數據庫，並通過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。