面向基層人群的健康管理平臺設計與實現(xiàn)

張宏寬 周書旺 朱喆 蘇禮輝 張世凱

（山東省人工智能研究院 山東省濟南市 250000）

據(jù)權威調查顯示，我國目前醫(yī)療資源分布不均，大中城市優(yōu)質醫(yī)療資源集中，健康體檢智能化程度高；相比之下，基層醫(yī)療、健康體檢相對落后，處于醫(yī)療技術的低谷。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2021年我國鄉(xiāng)村人口占中國人口總數(shù)的35.28%，但基層人群在健康體檢、健康數(shù)據(jù)管理存在軟硬件設施不完善、數(shù)字化程度不高等問題。特別是隨著我國人口老齡化問題日趨嚴重，對衛(wèi)生醫(yī)療系統(tǒng)需求日益增加的情況下，如何解決基層人群的醫(yī)療資源不足以及如何提高基層人群健康管理的智能化程度，仍是目前亟需解決的問題。

根據(jù)工業(yè)和信息化部、民政部、國家衛(wèi)生健康委共同印發(fā)的《智慧健康養(yǎng)老產業(yè)發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》提出要豐富智慧醫(yī)養(yǎng)健康服務，提升健康管理能力，依托互聯(lián)網(wǎng)平臺等建設預防、醫(yī)療、康復、護理、安寧治療等相銜接的覆蓋全生命周期的智慧健康服務體系，推動優(yōu)質健康醫(yī)療資源下沉，提升人民群眾的健康素養(yǎng)及健康管理能力。

信息化是健康管理（體檢）中心持續(xù)快速發(fā)展的關鍵。本系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術開發(fā)了一套面向基層人群的健康管理平臺，實現(xiàn)了用戶檔案管理、用戶健康數(shù)據(jù)查詢、用戶健康走勢展示、健康數(shù)據(jù)分析及健康報告生成等功能，為基層人群體檢數(shù)據(jù)管理、健康計劃、健康趨勢查詢服務，為基層醫(yī)生提供在線診斷輔助支持。

1 系統(tǒng)環(huán)境搭建

本系統(tǒng)基于SpringMVC架構開發(fā)，前端使用Vue框架開發(fā)，服務端使用Java作為開發(fā)語言，數(shù)據(jù)庫則采用MySQL。服務端系統(tǒng)采用Win10系統(tǒng)。首先安裝開發(fā)依賴軟件JDK1.8、MySQL8.0數(shù)據(jù)庫、緩存數(shù)據(jù)庫Redis。使用SpringBoot腳手架初始化服務端工程；前端工程使用Vue Cli腳手架初始化前端工程。

首先安裝JDK1.8，在系統(tǒng)環(huán)境變量設置中，添加Java環(huán)境變量，并使用Java、Javac指令判斷環(huán)境變量是否配置成功。在配置完jdk后，安裝MySQL數(shù)據(jù)庫，本系統(tǒng)采用MySQL8.0版本，該版本提供安裝版，只需按照提示操作即可。Redis緩存服務器采用3.2版本，在本系統(tǒng)中Redis服務器主要用于存儲高頻使用數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)字典，常用指標分類數(shù)據(jù)等，以提高數(shù)據(jù)的讀取效率，提升用戶端的相應速度。至此，本系統(tǒng)所依賴的運行環(huán)境已搭建完成。

2 關鍵技術介紹

2.1 SpringMVC框架介紹

Spring框架是為了適當降低開發(fā)公司的開發(fā)復雜程度而產生的開源框架，其本質目標是實現(xiàn)開發(fā)過程中各個層次之間的隔離，以達到每個層次可靈活選擇組件的目的，同時可以很好地和J2EE開發(fā)框架進行集成。MVC是一種程序設計思想，它將程序邏輯按照任務分工分為M（Model，數(shù)據(jù)模型）、V（Views，視圖）、C（Controller，控制器）三層。數(shù)據(jù)模型層是一個較大的概念，根據(jù)業(yè)務邏輯的不同會有不同的表現(xiàn)形式，簡單概括來說，該層主要負責與數(shù)據(jù)相關的邏輯，與數(shù)據(jù)庫打交道的邏輯都可歸為數(shù)據(jù)模型層；視圖層，顧名思義，負責展示界面、數(shù)據(jù)展示。控制器，具體表現(xiàn)為Servlet，它接收客戶端的請求，將請求分發(fā)給處理器，并將處理結果返回給客戶端。SpringMVC核心流程如圖1所示。

圖1：SpringMVC核心流程

2.2 Vue框架介紹

Vue是一套用來構建用戶界面的漸進式前端框架，差別與其他大型框架，Vue在整體架構上采用了自底向上逐層應用的設計。Vue的核心庫只關注視圖層，不僅易于上手，還便于與第三方庫或既有項目整合。此外，當與現(xiàn)代化的工具鏈以及各種支持類庫結合使用時，Vue也完全能夠為復雜的單頁面應用提供驅動。而且由于Vue的MVVM雙向數(shù)據(jù)綁定、組件化、虛擬DOM等機制使其擁有更好的性能，更好的擴展性，完全能支撐本系統(tǒng)的前面模塊開發(fā)。

3 系統(tǒng)架構設計

如圖2所示，采用前后端分離設計，基于Java語言開發(fā)。系統(tǒng)整體為三層架構設計：展現(xiàn)層即視圖層，負責數(shù)據(jù)的展現(xiàn)與交互，展現(xiàn)層采用Vue框架，UI使用element-ui設計。服務層采用SpringMVC架構設計，根據(jù)功能劃分為用戶登錄模塊、用戶信息管理、健康數(shù)據(jù)采集及管理、健康數(shù)據(jù)走勢分析等模塊，此外，系統(tǒng)還集成shiro框架用于實現(xiàn)用戶的角色劃分及權限控制。數(shù)據(jù)層基于Mybatis，MyBatis是一款優(yōu)秀的持久層框架，通過簡單的XML或注解方法來配置和映射業(yè)務層面的對象到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的增刪改查處理。

圖2：系統(tǒng)架構圖

4 系統(tǒng)核心模塊

4.1 用戶檔案管理模塊

如圖3、圖4和圖5所示，系統(tǒng)提供用戶檔案管理功能。在該模塊，可對用戶的基本信息包括姓名、身份證號、住址、血型、家族病史及生活環(huán)境等信息進行維護。系統(tǒng)服務端Controller層提供對應接口editUserInfo(@RequestBody UserInfoEntity userInfo)，該接口支持http協(xié)議的post方式請求，具體參數(shù)使用RequestBody傳值。在后臺接口到請求后，首先查詢該用戶的歷史填寫信息，如果已填寫則將該數(shù)據(jù)傳給前臺，并對頁面進行數(shù)據(jù)渲染，用戶只需輸入要變更的數(shù)據(jù)即可；如果首次填寫，則需要用戶輸入全部信息。后臺接口在接收到數(shù)據(jù)后，根據(jù)參數(shù)中ID主鍵對填寫信息進行保存或更新。

圖3：用戶檔案管理

圖4：用戶檔案編輯

圖5：用戶檔案管理流程圖

4.2 健康數(shù)據(jù)采集模塊

如圖6所示，健康數(shù)據(jù)采集模塊為用戶體檢數(shù)據(jù)錄入提供接口，該模塊將檢測設備檢測的數(shù)據(jù)上傳至平臺服務端數(shù)據(jù)庫，為平臺的健康分析功能提供數(shù)據(jù)基礎。

圖6：健康數(shù)據(jù)采集

在該模塊主要采集用戶的當前用戶的體溫、脈率、呼吸率、血壓、體質指數(shù)、當前生活方式、臟器功能（視力、聽力、運動能力等）、心電數(shù)據(jù)、當前腦血管疾病、腎臟疾病、心血管疾病等系統(tǒng)疾病情況、及當前的用藥情況。由于該模塊檢測項目較多，如果同時存入同一張數(shù)據(jù)表時，會影響數(shù)據(jù)的存取速度，因此，為該模塊數(shù)據(jù)設計了基本體檢數(shù)據(jù)（health_basic_data）、12導聯(lián)心電數(shù)據(jù)表（health_ecg_data）、現(xiàn)存問題表（health_current_problem）、用藥情況表（health_medication_status），使用user_id字段查詢用戶的所有健康數(shù)據(jù)。后臺服務端對應各表設計了HealthBasicDataEntity、HealthEcgData Entity、HealthCurrentProblemEntity、Health MedicationStatusEntity四個實體類接收前端數(shù)據(jù)，根據(jù)MVC設計原則，系統(tǒng)所有的業(yè)務邏輯均在Service層實現(xiàn)，Controller層負責處理前端請求并調用Service層EditHealthData接口處理健康數(shù)據(jù)管理相關業(yè)務：該接口根據(jù)前臺參數(shù)分別調用基本體檢數(shù)據(jù)HealthBasicDataService層編輯接口、心電數(shù)據(jù)HealthEcgService層接口、現(xiàn)存問題HealthCurrentProblemService層接口、用藥情況Helath MedicationStatusService層編輯接口保存對應數(shù)據(jù)。

4.3 健康數(shù)據(jù)管理模塊

如圖7、圖8和圖9所，健康數(shù)據(jù)管理模塊主要實現(xiàn)對已采集的健康數(shù)據(jù)管理、分析、生成健康數(shù)據(jù)趨勢圖等功能。通過數(shù)據(jù)可視化組件Echarts實現(xiàn)健康數(shù)據(jù)趨勢的展示；通過用戶的健康數(shù)據(jù)、年齡、現(xiàn)存問題、家族病史等多維度數(shù)據(jù)，對用戶的健康狀況進行分析，并生成指導意見報告，再經過專業(yè)醫(yī)生審核后得出最終健康指導意見，并將指導意見以PDF文件格式供用戶下載。

圖7：健康數(shù)據(jù)分析流程圖

圖8：健康數(shù)據(jù)分析模塊

圖9：健康報告審核

為了保證系統(tǒng)的運行效率，使用單獨進程處理健康數(shù)據(jù)。用戶保存健康數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)向健康數(shù)據(jù)待分析表（health_data_process）表添加一條初始狀態(tài)為“INIT”的待處理記錄。健康數(shù)據(jù)分析進程定時輪詢該表，查詢表中是否存在待處理的數(shù)據(jù)（狀態(tài)為“INIT”的數(shù)據(jù)），如果有則喚醒數(shù)據(jù)分析進程分析健康數(shù)據(jù)。首先健康數(shù)據(jù)分析進程將當前處理的記錄狀態(tài)置為處理中（“RUNNING”）狀態(tài)，搶占該數(shù)據(jù)以防止其他線程重復處理。此后，進程根據(jù)health_data_id查詢對應的健康體檢數(shù)據(jù)，并將查尋到的健康數(shù)據(jù)傳遞至健康數(shù)據(jù)分析模塊處理，在健康數(shù)據(jù)分析結束后，將結果存入健康數(shù)據(jù)分析結果表（health_data_result）,并修改該條記錄狀態(tài)為完成狀態(tài)（“FINISHED”），此后，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分析結果會反饋給責任醫(yī)生，在醫(yī)生審核通過后生成PDF報告文件供用戶下載。

5 結語

該系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)技術設計出一套面向基層群體的健康管理平臺，設計開發(fā)了健康數(shù)據(jù)在線管理、健康狀況分析及健康報告下載等功能，輔助體檢醫(yī)生管理用戶健康數(shù)據(jù)，查看用戶歷史健康數(shù)據(jù)及了解用戶的身體狀況發(fā)展趨勢，致力于解決基層人群健康數(shù)據(jù)管理配套軟件不完善等問題，同時促進基層健康管理模式的改革并為我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展貢獻力量。