李禹廷 邢登祥 王洪強(qiáng) 劉 學(xué) 王運(yùn)通 高文艷 胡文平 林一帆*

高血壓是臨床常見(jiàn)的慢性終身性疾病,也是腦卒中、冠心病和腎衰竭的主要發(fā)病因素[1].傳統(tǒng)的高血壓患者門診隨訪就診模式導(dǎo)致血壓監(jiān)測(cè)頻率低、患者依從性無(wú)法保證,危險(xiǎn)因素信息的收集、分析與管理、醫(yī)生的用藥調(diào)整以及患者的反饋常常處于相互割裂的、不連續(xù)的狀態(tài),是導(dǎo)致我國(guó)高血壓患者知曉率、治療率和控制率低的主要原因[2].

目前,我國(guó)每年350萬(wàn)例心血管病死亡患者中至少50%與高血壓有關(guān),高血壓患者的知曉率、治療率和控制率分別為30.2%、24.7%和6.1%,且整體低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家[1-3].由于我國(guó)醫(yī)療資源過(guò)度集中于大型三甲醫(yī)院,使得對(duì)高血壓等慢病管理體系結(jié)構(gòu)不盡合理,高血壓患者慢病管理效率低,無(wú)論是住院還是門診,慢病患者的日常治療和健康管理均處于不連續(xù)的狀態(tài),無(wú)法有效滿足社會(huì)對(duì)慢病管理服務(wù)的合理需求[4-5].為了改善包括高血壓在內(nèi)的慢病管理與診療狀況,國(guó)家衛(wèi)生建康委員會(huì)提出家庭醫(yī)生、分級(jí)診療、醫(yī)聯(lián)體建設(shè)等重大措施,同時(shí)提出通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)解決遠(yuǎn)程醫(yī)療等方法配合落實(shí)[6].然而,在高血壓患者診療管理方面,目前還缺少一款基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程家庭醫(yī)生平臺(tái)的醫(yī)患共享式血壓計(jì).為此,本研究設(shè)計(jì)一款基于移動(dòng)家庭醫(yī)生平臺(tái)的醫(yī)患共享電子血壓計(jì),可以實(shí)現(xiàn)患者在手機(jī)家庭醫(yī)生平臺(tái)患者端應(yīng)用程序(application program,APP)操作檢測(cè)自身血壓,檢測(cè)結(jié)果同時(shí)儲(chǔ)存、顯示在醫(yī)生端,醫(yī)生可以在遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)指導(dǎo)患者用藥.

1 醫(yī)患共享電子血壓計(jì)總體設(shè)計(jì)

醫(yī)患共享電子血壓計(jì)主要由微控制器單元(micro control unit,MCU)、氣泵、電磁閥、漏氣閥、傳感器、液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)和藍(lán)牙模塊組成.人體的血壓首先通過(guò)綁帶轉(zhuǎn)化成氣壓,通過(guò)氣管將壓力傳送給傳感器,傳感器采集到氣壓值轉(zhuǎn)化成電信號(hào)送入MCU,然后計(jì)算得出測(cè)量結(jié)果顯示在LCD上,同時(shí)將結(jié)果通過(guò)藍(lán)牙模塊傳輸?shù)绞謾C(jī)APP.醫(yī)患共享電子血壓計(jì)總體設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1.

圖1 醫(yī)患共享電子血壓計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2 醫(yī)患共享電子血壓計(jì)硬件及軟件模塊

2.1 硬件模塊

2.1.1 微控制器模塊

主控采用臺(tái)灣松翰科技的SN8F5900系列集成電路(integrated circuit,IC),此系列IC專門為血壓計(jì)、耳溫槍應(yīng)用產(chǎn)品而設(shè)計(jì),采用8051MCU核心、64 KB Flash Memory、標(biāo)準(zhǔn)Keil compiler開發(fā)環(huán)境,內(nèi)建高精度模擬前端(analog front end,AFE)電路,整合運(yùn)算放大器(operational amplifier,OPA)、可編程增益儀表放大器(programmable gain instrumentation amplifier,PGIA)與24-Bit高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog-to-digital converter,ADC),高整合度及精準(zhǔn)度高.微控制器模塊見(jiàn)圖2.

圖2 醫(yī)患共享電子血壓計(jì)微控制器模塊

2.1.2 壓力信號(hào)采集模塊

采用BS261系列電阻式壓力傳感器,其體積小,靈敏度高,高可靠性和穩(wěn)定性,集成溫度感應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)外部環(huán)境-45~125 ℃,外部壓力在0~40 kPa的精準(zhǔn)測(cè)量,并與輸出電壓呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系.壓力信號(hào)采集模塊見(jiàn)圖3.

圖3 醫(yī)患共享電子血壓計(jì)壓力信號(hào)采集模塊

2.1.3 充放氣控制模塊

采用6 V氣泵、電磁閥和漏氣閥完成對(duì)綁帶的充放氣過(guò)程,驅(qū)動(dòng)IC MX607集成兩路N型金屬氧化物半導(dǎo)體(N-metal-oxide-semiconductor,NMOS)功率開關(guān)管,超小型封裝尺寸SOT23-6,較小的輸入電流,并且內(nèi)部集成續(xù)流二極管,主要應(yīng)用在驅(qū)動(dòng)2個(gè)單向轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)、電磁閥和繼電器中.通過(guò)控制腕帶自動(dòng)充放氣,同時(shí)檢測(cè)袖帶壓力和提取袖帶內(nèi)脈搏震蕩波.充放氣控制模塊見(jiàn)圖4.

圖4 醫(yī)患共享電子血壓計(jì)充放氣控制模塊

2.1.4 藍(lán)牙模塊

采用BM02藍(lán)牙模塊,BM02藍(lán)牙模塊是藍(lán)牙4.0低功耗藍(lán)牙(bluetooth low energy,BLE)單模模塊,且時(shí)效性高、功耗低、超長(zhǎng)待機(jī)以及處理能力強(qiáng),可直接使用通用異步收發(fā)傳輸器(universal asynchronous receiver transmitter,UART)或串行外圍設(shè)備接口(serial peripheral interface,SPI)通信方式進(jìn)行開發(fā),其脈象儀可通過(guò)藍(lán)牙模塊將脈搏波測(cè)試結(jié)果傳輸?shù)绞謾C(jī)APP上.藍(lán)牙模塊見(jiàn)圖5.

圖5 醫(yī)患共享電子血壓計(jì)藍(lán)牙模塊

2.1.5 語(yǔ)音播報(bào)模塊

無(wú)手機(jī)APP連接時(shí),醫(yī)患共享電子血壓計(jì)測(cè)量完成后可自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)血壓值,并根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)標(biāo)準(zhǔn)提示血壓健康狀況.語(yǔ)音播報(bào)模塊見(jiàn)圖6.

圖6 醫(yī)患共享電子血壓計(jì)語(yǔ)音播報(bào)模塊

2.2 軟件模塊

為手機(jī)端APP的應(yīng)用,使用智能手機(jī)登錄,支持與指定硬件連接.患者使用患者端APP在家檢測(cè)血壓,其結(jié)果同時(shí)顯示在醫(yī)生端,并進(jìn)行歸檔.患者可將病情描述及相關(guān)檢查一起發(fā)送給家庭醫(yī)生,醫(yī)生在家庭醫(yī)生端APP為患者調(diào)整處方,患者手機(jī)支付后快遞到家.該應(yīng)用旨在建立專家與復(fù)診患者線上健康咨詢,線下診療落地相結(jié)合的互動(dòng)機(jī)制,建設(shè)具有特色的醫(yī)院+互聯(lián)網(wǎng)延伸服務(wù)平臺(tái),改善患者就醫(yī)難的狀態(tài),提高醫(yī)療服務(wù)水平.

3 醫(yī)患共享電子血壓計(jì)的應(yīng)用效果

3.1 功能齊全

通過(guò)患者端進(jìn)行血壓測(cè)量,將數(shù)值傳入醫(yī)生端,根據(jù)患者血壓波動(dòng)特點(diǎn)、血壓曲線進(jìn)行針對(duì)性分析,從而對(duì)降壓藥的種類、計(jì)量、服用降壓藥的時(shí)間及測(cè)量血壓時(shí)間制定個(gè)體化的治療方案.同時(shí),可以保存患者的血壓波動(dòng)曲線,對(duì)患者的復(fù)診及高血壓相關(guān)性疾病就診起到很大的輔助作用.截止目前,應(yīng)用該系統(tǒng)管理高血壓患者1000余例,醫(yī)生根據(jù)每一位患者的血壓波動(dòng)特點(diǎn),如血壓的最高值及最低值、血壓的高峰時(shí)間段進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè),以及了解患者一般生活規(guī)律,根據(jù)不同患者的個(gè)體差異、血壓波動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行用藥及保健指導(dǎo),患者反饋良好.

3.2 管理智能

患者使用該產(chǎn)品及家庭醫(yī)生平臺(tái)智能軟件包,可以實(shí)現(xiàn)下列基本功能:①可實(shí)時(shí)上傳并儲(chǔ)存血壓測(cè)量結(jié)果,并根據(jù)測(cè)量日期自動(dòng)生成血壓變化趨勢(shì)圖,且血壓值不可人為更改;②當(dāng)血壓測(cè)量結(jié)果超出設(shè)定的異常預(yù)警值會(huì)自動(dòng)預(yù)警,并發(fā)送信息至醫(yī)護(hù)終端,方便醫(yī)護(hù)人員及時(shí)了解患者不良血壓信息,并第一時(shí)間與患者取得聯(lián)系;③患者親友可關(guān)注患者并查看血壓記錄,設(shè)置血壓高限提醒值,當(dāng)血壓升高到提醒值時(shí),向親友推送血壓信息;④可以提供家庭醫(yī)生平臺(tái)預(yù)約醫(yī)生完成其他慢性疾病的遠(yuǎn)程會(huì)診、復(fù)診等[7].

4 結(jié)論

本研究開發(fā)的一款經(jīng)過(guò)改良的新型基于物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)患共享電子血壓計(jì),避免了傳統(tǒng)的家庭血壓監(jiān)測(cè)方式存在諸多弊端,如缺乏規(guī)范的指導(dǎo)、手寫的血壓信息不完整不精確、血壓信息反饋的缺失等,作為家庭血壓監(jiān)測(cè)的延伸,極大提高了可及性和方便性[8].患者可以通過(guò)終端的血壓測(cè)量裝置按要求測(cè)量血壓,血壓數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳并保存,家庭醫(yī)生平臺(tái)的醫(yī)護(hù)端和患者端均可通過(guò)帶有無(wú)線上網(wǎng)功能的智能終端(能無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)的智能手機(jī))查看血壓值和變化趨勢(shì)圖,在遠(yuǎn)程血壓監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上加上團(tuán)隊(duì)協(xié)作(包括醫(yī)生、護(hù)士)綜合管理,可以更大程度上提高患者依從性,提高血壓達(dá)標(biāo)率,降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)[9-10].醫(yī)患共享電子血壓計(jì)設(shè)備及相關(guān)的家庭醫(yī)生平臺(tái)對(duì)家庭醫(yī)生、醫(yī)聯(lián)體分級(jí)診療以及遠(yuǎn)程慢病管理的新醫(yī)療模式推廣均具有重要意義.