， ， ，

“健康中國2020”指出，堅(jiān)持以人為本，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，把維護(hù)人民健康權(quán)益放在第一位，以全面促進(jìn)人民健康，提高健康的公平性，強(qiáng)調(diào)預(yù)防為主，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)模式的根本轉(zhuǎn)變[1]。低成本高效的移動(dòng)健康技術(shù)是提高健康公平性和實(shí)現(xiàn)以預(yù)防為主醫(yī)學(xué)模式的技術(shù)手段之一。研究以手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備為載體的公眾健康知識(shí)服務(wù)模式，開發(fā)基于移動(dòng)終端的慢性病管理APP，既能順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，又為公眾獲取便捷的慢性病健康知識(shí)提供技術(shù)保障[2-3]。

2015年6月30日國家衛(wèi)計(jì)委發(fā)布的《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告(2015年)》指出，2012年全國居民慢性病死亡率為533/10萬，占總死亡人數(shù)的86.6%。其中糖尿病在全國18歲及以上成年人中的患病率為9.7%，居于各種慢性病的第二位。因此本文以糖尿病為例，研究移動(dòng)健康技術(shù)在慢性病管理中的應(yīng)用，開發(fā)面向慢性病管理的移動(dòng)APP。借助移動(dòng)終端為用戶提供健康知識(shí)，一方面能滿足公眾對(duì)健康知識(shí)的迫切需求，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)公眾隨時(shí)隨地閱讀獲取健康知識(shí)，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)分享。研究移動(dòng)信息環(huán)境的公眾健康知識(shí)服務(wù)內(nèi)容與形式，建立基于移動(dòng)終端的公眾健康知識(shí)傳播渠道，是實(shí)現(xiàn)公眾通過移動(dòng)終端獲取健康信息的主要途徑，為公眾隨時(shí)隨地獲取與利用健康知識(shí)奠定基礎(chǔ)。本文以糖尿病監(jiān)測與管理為重點(diǎn)，開展移動(dòng)健康技術(shù)的研究及應(yīng)用。

1 移動(dòng)健康研究現(xiàn)狀

1.1 功能

隨著智能手機(jī)、智能終端技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)健康的概念逐漸興起。早在20世紀(jì)60-70年代，就出現(xiàn)了遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)(Tele-Medicine)和遠(yuǎn)程醫(yī)療(Tele-Health)的概念。2000年前后,出現(xiàn)了電子商務(wù)、電子教育、電子辦公以及電子健康(eHealth)[4]等新概念。2003年前后手機(jī)被廣泛應(yīng)用，人們提出了移動(dòng)健康(mHealth)的概念。移動(dòng)健康是遠(yuǎn)程醫(yī)療的一部分，遠(yuǎn)程醫(yī)療又是電子健康的一部分。移動(dòng)健康的應(yīng)用主要面向公眾和面向醫(yī)護(hù)人員。

本文構(gòu)建的移動(dòng)APP的用戶是公眾。通過系統(tǒng)調(diào)研與梳理，目前面向公眾的移動(dòng)健康應(yīng)用主要有門診預(yù)約服務(wù)、用藥管理、慢性病管理、遠(yuǎn)程診斷與治療、電子健康檔案查詢、大眾健康熱線服務(wù)、醫(yī)院導(dǎo)航、電子導(dǎo)醫(yī)，以及提供醫(yī)學(xué)知識(shí)教育和醫(yī)學(xué)資訊的公共衛(wèi)生服務(wù)等[5]。

1.1.1 門診預(yù)約

移動(dòng)健康的基本應(yīng)用之一是醫(yī)生門診預(yù)約管理?；颊呖赏ㄟ^手機(jī)預(yù)約醫(yī)生，同時(shí)提醒患者準(zhǔn)時(shí)去就診。在美國的醫(yī)療體系中，患者遲到給醫(yī)生工作帶來諸多不便，門診預(yù)約提醒可緩解此問題。因此，移動(dòng)醫(yī)療可以改善醫(yī)生和患者的時(shí)間管理[6]。

1.1.2 用藥管理

移動(dòng)健康可應(yīng)用到患者的用藥管理方面。醫(yī)院信息系統(tǒng)和醫(yī)護(hù)人員可通過手機(jī)通知患者用藥時(shí)間、用量等信息，讓患者按照醫(yī)療計(jì)劃定時(shí)定量用藥，保證醫(yī)療效果[7]；還可以集成決策支持，檢查患者用藥和其他用藥之間是否沖突，防止副作用出現(xiàn)。移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用能夠解決實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集問題，可以讓公眾提供其用藥情況、用藥后的反應(yīng)、癥狀和效果信息，幫助醫(yī)生收集患者用藥歷史和判斷病情。此外，對(duì)一些相同的用藥情況，移動(dòng)醫(yī)療能提供電子化的用藥處方，減少公眾反復(fù)去醫(yī)院開處方的問題，同時(shí)減少了醫(yī)院的門診量。

1.1.3 慢性病管理

移動(dòng)健康還可以應(yīng)用到糖尿病等多種慢性病管理。中國已進(jìn)入老齡化社會(huì)，慢性病(如糖尿病、高血壓、心血管疾病等)的發(fā)病率增加，給社會(huì)和個(gè)人家庭都帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。移動(dòng)醫(yī)療可以讓患者在家里接受一些相關(guān)的醫(yī)療服務(wù)，如醫(yī)生可以遠(yuǎn)程跟蹤患者身體情況，采集患者的各種體征數(shù)據(jù)，有可能會(huì)及早發(fā)現(xiàn)患者的一些變化，并及時(shí)進(jìn)行治療，避免出現(xiàn)大問題。醫(yī)生或醫(yī)院信息系統(tǒng)可以通過移動(dòng)終端，提醒患者定時(shí)定量服藥。如果患者按醫(yī)囑配合治療，很多慢性疾病病情將控制在一個(gè)合理范圍內(nèi)。如通過移動(dòng)醫(yī)療可以督促糖尿病患者改變生活方式，遵照醫(yī)囑，從而有效控制血糖水平；行動(dòng)不便的老年人可在家里接受移動(dòng)醫(yī)療服務(wù)。

1.1.4 醫(yī)院導(dǎo)航

外調(diào)百度或Google地圖完成院外導(dǎo)航，展現(xiàn)院內(nèi)平面圖，查看院內(nèi)樓層、科室所在位置。使用手機(jī)定位服務(wù)，通過GSM網(wǎng)絡(luò)獲取移動(dòng)終端用戶的位置信息(經(jīng)緯度坐標(biāo))，在電子地圖平臺(tái)的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航[8]。

1.1.5 智慧導(dǎo)醫(yī)

結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)及定位技術(shù)，在醫(yī)院設(shè)置智能導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)。患者到智能導(dǎo)醫(yī)自助機(jī)前，自助機(jī)播放該科室的介紹，同時(shí)告知患者所在位置及下一步要去的位置導(dǎo)向。

本文重點(diǎn)討論移動(dòng)健康技術(shù)在慢性病管理、用藥管理、醫(yī)學(xué)知識(shí)教育等公共衛(wèi)生服務(wù)方面的應(yīng)用。

1.2 核心技術(shù)分析

面向慢性病管理的移動(dòng)應(yīng)用需要綜合應(yīng)用多種移動(dòng)健康核心技術(shù)，其核心問題是對(duì)慢性病指標(biāo)數(shù)據(jù)采集、分析與計(jì)算，從而對(duì)慢性病進(jìn)行監(jiān)測與評(píng)估，為慢性病患者提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的提醒及相關(guān)疾病發(fā)生的預(yù)測。涉及到的核心技術(shù)為聚類算法、分類算法、推薦算法等。

1.2.1 聚類算法

糖尿病風(fēng)險(xiǎn)劃分采用聚類算法。聚類是一個(gè)將數(shù)據(jù)集劃分為若干組或簇的過程，使同一類的數(shù)據(jù)對(duì)象之間的相似度較高，而不同類的數(shù)據(jù)對(duì)象之間的相似度較低。常用的聚類算法有k-均值(k-means)、期望最大化(Expectation Maximization)算法、k-中心點(diǎn)、變色龍(Chameleon)算法等。

本文通過K-means聚類算法把糖尿病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)類似的人群聚合為一類，以k為參數(shù)，把n個(gè)對(duì)象分為k個(gè)簇，并使類內(nèi)具有較高的相似度，而類間的相似度最低。相似度的計(jì)算是根據(jù)一個(gè)簇中對(duì)象的平均值(被看作簇的重心)進(jìn)行的。這個(gè)算法嘗試找出使平方誤差函數(shù)值最小的k個(gè)劃分:當(dāng)結(jié)果簇是密集的，而簇與簇之間區(qū)別明顯時(shí)，其效果較好。對(duì)處理大數(shù)據(jù)集，該算法是可伸縮的和高效率的。

1.2.2 分類算法

利用分類算法對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)的用戶進(jìn)行用藥和飲食管理。分類是先按照某種標(biāo)準(zhǔn)給數(shù)據(jù)對(duì)象貼上標(biāo)簽，再根據(jù)標(biāo)簽區(qū)分歸類，要事先定義好類別。分類器需要由人工標(biāo)注的分類訓(xùn)練集訓(xùn)練得到，屬于有指導(dǎo)學(xué)習(xí)范疇。常用分類算法有決策樹、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、貝葉斯、關(guān)聯(lián)規(guī)則、粗糙集、模糊集等。本文結(jié)合聚類結(jié)果，按照聚類結(jié)果給數(shù)據(jù)對(duì)象貼上糖尿病風(fēng)險(xiǎn)狀況的標(biāo)簽，采用支持向量機(jī)算法分別訓(xùn)練用藥和飲食管理的分類模型，按不同風(fēng)險(xiǎn)指導(dǎo)用戶用藥，同時(shí)開展飲食管理。

1.2.3 推薦算法

一個(gè)具有良好用戶體驗(yàn)的系統(tǒng)，將對(duì)海量信息篩選、過濾，把用戶最關(guān)注最感興趣的信息展現(xiàn)出來，節(jié)省用戶篩選信息的時(shí)間。推薦系統(tǒng)用于聯(lián)系用戶和信息，一方面幫助用戶發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的信息，另一方面可以讓信息展現(xiàn)在對(duì)其感興趣的人群中，實(shí)現(xiàn)信息提供商與用戶的雙贏。目前主要推薦算法包括協(xié)同過濾推薦[9]、基于內(nèi)容推薦[10]、基于關(guān)聯(lián)規(guī)則推薦、組合推薦、基于知識(shí)推薦和基于效用推薦[11]。本文采用協(xié)同過濾推薦算法進(jìn)行健康知識(shí)推送，主要是基于最近鄰技術(shù)，利用用戶的喜好信息計(jì)算用戶之間的距離，然后結(jié)合目標(biāo)用戶的最近鄰居用戶對(duì)健康知識(shí)評(píng)價(jià)的加權(quán)評(píng)價(jià)值，預(yù)測目標(biāo)用戶對(duì)特定知識(shí)的喜好程度，從而讓系統(tǒng)根據(jù)這一喜好程度對(duì)目標(biāo)用戶進(jìn)行推薦。

2 面向慢性病管理的移動(dòng)健康A(chǔ)PP系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

對(duì)慢性病管理移動(dòng)APP系統(tǒng)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，采用聚類、分類算法、推薦算法等移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公眾糖尿病患病風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估、日常飲食情況管理、用藥管理、健康知識(shí)推送、體征監(jiān)測等功能。

2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

面向慢性病管理的移動(dòng)健康A(chǔ)PP系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)公眾參與，本文以糖尿病的健康管理為例開展探索。通過用戶輸入的信息，借助后臺(tái)移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，輸出針對(duì)具體用戶有針對(duì)性的健康知識(shí)。系統(tǒng)框架包括基本身體指標(biāo)采集、身體狀況分析、糖尿病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、飲食管理、用藥管理、體征監(jiān)測、健康知識(shí)推送、用戶注冊(cè)登錄、系統(tǒng)管理以及系統(tǒng)內(nèi)部接口等功能。系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

結(jié)合系統(tǒng)功能框架設(shè)計(jì)慢性病管理APP系統(tǒng)的流程圖，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)流程圖

2.2.1 用戶注冊(cè)和登錄

對(duì)于首次使用本系統(tǒng)的用戶提示注冊(cè)賬號(hào)，通過手機(jī)號(hào)或郵箱均可完成注冊(cè)，然后利用該賬號(hào)登錄系統(tǒng)。以后使用系統(tǒng)時(shí)，自動(dòng)使用此賬號(hào)登錄。

2.2.2 身體指標(biāo)采集和提醒

首先采集用戶的基本情況，如性別、年齡、身高、體重，再結(jié)合基本指標(biāo)計(jì)算體重指數(shù)BMI，提供當(dāng)前身體狀況分析，如圖3所示；然后采集用戶血糖、血壓、血脂、腹圍、糖尿病家族史、是否患有糖尿病、飲食口味、是否吸煙、飲酒情況、睡眠質(zhì)量等身體指標(biāo)。

圖3 身體指標(biāo)采集(左)和提醒界面(右)

2.2.3 糖尿病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

第一步，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分。結(jié)合用戶身體指標(biāo)，在后臺(tái)利用K-means聚類算法界定糖尿病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，包括患有糖尿病、患糖尿病風(fēng)險(xiǎn)高、患糖尿病風(fēng)險(xiǎn)較高、有糖尿病風(fēng)險(xiǎn)、身體狀況不錯(cuò)等。

第二步，提供評(píng)估結(jié)果。針對(duì)用戶個(gè)人的情況提供糖尿病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，如患糖尿病風(fēng)險(xiǎn)較高，日常生活中需要注意飲食、運(yùn)動(dòng)、用藥等方面，如圖4所示。

第三步，生成評(píng)估報(bào)告。根據(jù)用戶個(gè)人的評(píng)估結(jié)果，生成可以供用戶具體操作的評(píng)估報(bào)告，如圖4所示。

此后還可以進(jìn)行歷史記錄查詢。按照用戶進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的時(shí)間，展示出歷史記錄列表，用戶通過該列表查詢個(gè)人的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估記錄。

圖4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果(左)和評(píng)估報(bào)告(右)

2.2.4 飲食管理

通過采集用戶每天的飲食數(shù)據(jù)，采用營養(yǎng)學(xué)的食物交換份法，針對(duì)用戶輸入的飲食數(shù)據(jù)，在后臺(tái)進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而結(jié)合用戶是否患病分類進(jìn)行飲食合理性評(píng)價(jià)與指導(dǎo)。

一是針對(duì)糖尿病患者的飲食管理流程，如圖5所示。根據(jù)系統(tǒng)采集到的用戶飲食數(shù)據(jù)，結(jié)合營養(yǎng)學(xué)上的食物交換份法計(jì)算該個(gè)體每日實(shí)際攝入的總能量，同時(shí)計(jì)算實(shí)際攝入蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的量，以及三者的比例分布情況(即飲食結(jié)構(gòu))。根據(jù)年齡、性別、職業(yè)和體重等因素計(jì)算個(gè)體每日所需的標(biāo)準(zhǔn)總熱量和飲食結(jié)構(gòu)[12]。

圖5 糖尿病患者飲食評(píng)估流程圖

二是針對(duì)未患糖尿病用戶的飲食管理流程，如圖6所示。根據(jù)中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)制定的中國膳食平衡指數(shù)[13-14]的構(gòu)成指標(biāo),采集用戶三餐飲食情況時(shí)，以平衡膳食寶塔中各類食物推薦量為依據(jù)定義各個(gè)構(gòu)成指標(biāo)的取值方法，以及不同指標(biāo)重量區(qū)間與分值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖6 針對(duì)未患病用戶的飲食評(píng)估流程圖

2.2.5 用藥管理

用藥管理能為患者提供服用降糖或降脂藥物的實(shí)時(shí)提醒，系統(tǒng)通過后臺(tái)時(shí)間設(shè)定進(jìn)行服藥提醒。

2.2.6 體征監(jiān)測

體征監(jiān)測包括血壓、脈搏、體溫、呼吸和血糖等的監(jiān)測。首先要采集這5個(gè)體征指標(biāo)，結(jié)合后臺(tái)嵌套的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間值，判斷指標(biāo)是否正常，進(jìn)而生成健康日志列表和指標(biāo)曲線。

2.2.7 健康知識(shí)推送

本文整理與采集糖尿病相關(guān)的健康知識(shí)，共匯集知識(shí)條目2 000多條，結(jié)合采集的健康知識(shí)的主題內(nèi)容將健康知識(shí)分為基本常識(shí)、血糖監(jiān)測、運(yùn)動(dòng)方案、合理用藥、生活指南五大類。推送健康知識(shí)的過程中，本文使用協(xié)同過濾推薦算法，向前期不同身體特征的用戶有針對(duì)性地推送個(gè)性化的健康知識(shí)，實(shí)現(xiàn)健康知識(shí)的針對(duì)性應(yīng)用。

3 結(jié)語

本文初步搭建了糖尿病管理移動(dòng)APP系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、體征監(jiān)測、用藥和飲食管理、健康知識(shí)推送等功能。該移動(dòng)APP應(yīng)用具有靈活、便捷、個(gè)性化等特點(diǎn)，能為公眾提供切實(shí)有效的健康知識(shí)，有利于解決海量健康知識(shí)與公眾對(duì)個(gè)性化健康知識(shí)迫切需求之間的矛盾。后續(xù)研究考慮將可進(jìn)行體征采集的移動(dòng)可穿戴設(shè)備接入糖尿病健康管理移動(dòng)APP，并結(jié)合采集到的數(shù)據(jù)深入研究，不斷改進(jìn)該APP的系統(tǒng)功能，提升面向特定人群提供健康管理和健康知識(shí)服務(wù)的能力。