朱奕臣,薛浩磊,王紅洋,劉 博,蔣瀟涵,郝承奇

(河南科技大學 軟件學院,河南 洛陽 471003)

0 引言

隨著時代的進步和科技的發(fā)展,醫(yī)療事業(yè)得到了飛速的發(fā)展與進步。由于國內(nèi)醫(yī)療資源分配嚴重不平衡,造成了用戶看病難和問診效率低下等問題。本文提出的智慧健康管理系統(tǒng)能夠較好地改善以上問題。本系統(tǒng)作為人工智能與醫(yī)學的結(jié)合體,可以及時、精準推送與用戶相關的醫(yī)療信息和服務,同時也會為用戶提供有關醫(yī)護知識方面的幫助,從而滿足用戶的不同需求。

1 智慧健康管理系統(tǒng)設計概述

1.1 系統(tǒng)介紹

本文介紹的智慧健康管理系統(tǒng),通過微信小程序的方式采集用戶需求,及時提供精準的就醫(yī)信息。用戶通過小程序可以了解最新醫(yī)療資訊以及查詢醫(yī)生、藥品、醫(yī)院等相關信息。本系統(tǒng)使醫(yī)療管理智能化、信息化,對提高用戶生活的醫(yī)療需求起到了巨大的幫助。本系統(tǒng)主要分為3大部分,分別是小程序客戶端、后臺服務端以及數(shù)據(jù)庫端。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構介紹

該系統(tǒng)的結(jié)構如圖1所示。

圖1 智慧健康管理系統(tǒng)結(jié)構

1.3 數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)庫是一個長期存儲在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的、統(tǒng)一管理的大量數(shù)據(jù)的集合,還具有占用內(nèi)存小、移植性強、操作簡單等優(yōu)點[1]。本系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫對各類信息進行整理匯集可以幫助開發(fā)者去分析數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)庫由medicine、doctors等8個表組成,其中藥品信息庫(medicine)和醫(yī)生信息庫(doctors)詳細設計如表1—2所示。

表1 藥品信息庫

表2 醫(yī)生信息庫

2 主要功能設計

2.1 用戶管理模塊設計

系統(tǒng)用戶分為管理員和普通用戶,管理員登錄時無需驗證,而普通用戶登錄需驗證賬戶是否存在,若不存在,則需要注冊賬戶。管理員與普通用戶權限不同,管理員登錄系統(tǒng)后,可在系統(tǒng)服務器端修改系統(tǒng)信息,普通用戶僅能對已有的信息進行瀏覽和選擇。

2.2 管理員管理模塊

管理員管理模塊主要用于管理員對系統(tǒng)信息的管理,其主要功能包含醫(yī)院信息管理、醫(yī)生信息管理、藥品信息管理和用戶信息管理。

2.3 地圖導航模塊

通過調(diào)用騰訊地圖WebService API提供的一系列服務接口,使用getApiKey、coord2label、ipLocation等方法實現(xiàn)騰訊地圖服務接入來實現(xiàn)定位功能[2]。關鍵代碼如下:

Wxml:

2.4 名醫(yī)推薦模塊

名醫(yī)推薦模塊主要用于為用戶提供醫(yī)生信息,其主要依據(jù)科室種類進行分類,方便用戶依據(jù)不同問題尋找醫(yī)生解決。其主要功能有預約醫(yī)生、醫(yī)生信息查詢等。

2.5 醫(yī)療資訊模塊

醫(yī)療資訊模塊主要為用戶提供日常生活中常見問題的解決方法。其主要內(nèi)容包括流感預防、健康百科以及腸胃保護等。

2.6 個人中心模塊

個人中心模塊主要用于存儲用戶信息,其中包括用戶的登錄信息、瀏覽記錄、購物車清單和收藏列表。用戶還可以提交關于小程序的意見反饋。

3 關鍵技術設計

3.1 模糊查詢

模糊查詢是目前計算機查找信息用得最多的一種搜索工具,其主要用于與“數(shù)據(jù)”相關的欄目。用戶通過模糊查詢可快速查找到想要的信息,通常是用關鍵字模糊查找。所謂關鍵字就是登記信息中所包含的字符,如:查詢醫(yī)生名稱“吳柳榕”,關鍵字可為“吳”“柳”“榕”。再如:查詢藥品名稱“短肽型腸內(nèi)營養(yǎng)劑”,關鍵字可為“短肽型”“腸內(nèi)”“營養(yǎng)劑”等。所謂“模糊查詢”,就是利用部分參數(shù)查找到相關數(shù)據(jù)的方式。比如按姓名查詢,僅指定姓名的某個部分,如姓或名字中的某個字或它們的組合,都可以找出與之相關的數(shù)據(jù)。主要用來在已知信息少的情況下盡可能地找出所需要的數(shù)據(jù)。在編程中主要用到:變量、宏替換運算(函數(shù))&、包涵運算$[3]。

3.2 協(xié)同過濾算法

協(xié)同過濾是推薦系統(tǒng)中最經(jīng)典和最常用的算法,其核心思想是:用戶不斷地和網(wǎng)站互動,利用用戶的歷史行為數(shù)據(jù),使用戶的推薦列表能夠不斷過濾掉其不感興趣的物品,從而越來越滿足用戶需求。本系統(tǒng)主要采用的是基于用戶的協(xié)同過濾?；谟脩舻膮f(xié)同過濾的基本思想是兩個相似的用戶可能對同樣的東西感興趣。首先找到和目標用戶相似的最近鄰居,然后根據(jù)最近鄰居的行為來預測目標用戶的行為,從而為目標用戶推薦更加符合其興趣的項目[4]。

在此以3個用戶(編號1、編號2、編號3)為例,編號1對于A、B兩個事物感興趣,編號2對A、C兩個事物感興趣,編號3對B、D兩個事物感興趣,且編號1和編號2存在相同的興趣A,那么我們可以認為編號1和編號2存在相同的興趣且興趣相似度較高,可以將事物C推薦給編號1(編號1和編號3的關系同理)。相同地,如果所收集到的興趣事物越多,重合度越高,則推薦會更加精準[5]。代碼實現(xiàn)如圖2所示。

圖2 算法代碼實現(xiàn)過程

3.2.1 實現(xiàn)過程

(1)找到與用戶有著相似度的用戶集合。

(2)挑選出這兩個集合之間的不同點。

(3)進行評分預測。

筆者在這里是采用了杰卡德系數(shù)來計算相似度。杰卡德相似度是比較有限集合相似性的有效指標之一。兩個集合M和N的杰卡德相似度定義為M 與N的交集元素在M與N的并集中所占的比例[6]。定義如下:

(1)

3.2.2 評測指標

以本文所用算法來分析,衡量一個算法的準確度,通常是由準確率和召回率來度量,如圖3所示。

圖3 推薦算法流程

由于筆者在設計時為用戶提供的不是單一的信息,此時需要考慮實驗中存在的誤差。因此,筆者在這里選取準確率和召回率的加權平均值作為評判此次實驗的標準。

3.3 系統(tǒng)交互設計

在交互設計方面,登錄頁布局簡潔,方便用戶直接登錄。頁面內(nèi)容淺顯易懂。獨立圖標能方便用戶快速尋找相關信息。

4 結(jié)語

健康與人民的生活息息相關。微信小程序能夠給各個行業(yè)帶來顛覆式的改變,大大提高了人們工作、生活的便利和便捷,也使得人們對生活體驗有了更高的要求。更快捷地獲取相關信息以及提高就醫(yī)的便利性等需求與醫(yī)療資源分布不均的矛盾是當前社會的主要問題之一。本文論述的基于用戶協(xié)同過濾算法的智慧健康管理系統(tǒng),不僅可以幫助患者精準、及時地獲取所需信息,還可以緩解醫(yī)患關系,減輕醫(yī)院就診壓力,大大地滿足了人們不斷增長的健康需求。