席本玉, 江帆

(西安交通大学 1. 城市学院； 2. 城市学院计算机科学与信息管理系， 陕西 西安 710018)

0 引言

随着经济社会和国民经济的不断快速发展以及健康自我保护意识的进一步增强，人们对健康更加重视，对健康的观念也从偏重治疗向积极的预防和保健转变，人们开始更加注重生活质量，注重体育锻炼及养成良好的饮食和睡眠习惯，追求高质量的健康长寿。西方发达国家中的美国、日本、英国等，较早地采用计算机技术、移动互联网、物联网技术应用到人们的医疗行业,建立各类健康管理、档案系统，实现数据的采集、分析以及应用。我国健康管理起步较晚，近年来，随着我国经济快速发展以及人民对健康更加关注的需要，借助信息技术快速发展的契机，很多信息化开发商也越来越多的参与到体育运动及健康数据采集行列中。通过各类传感器自动实时采集人们日常健康信息，然后由相关的医疗健康管理系统提供智能化、专业化的分析及建议。基于移动终端的健康管理信息服务，可以通过各项健康数据为个人提供实时的健康服务，为医护人员提供准确的个人健康数据，为卫生管理相关管理者提供医疗健康的实时动态数据，将三个方面有机的结合在一起，保证对个体健康信息的常态化监控，可以为不同人群提供针对性的健康诊疗解决方案，使每个人都有机会接受专业医疗服务，规避潜在健康风险，由生病-治疗到主动预防、预警模式。通过周期性体检、数据记录、可视化分析、健康指南、专业医疗咨询等方式对各项健康数据和指标进行综合管理与应用，建立综合性的健康管理服务[1]。

1 需求分析

1.1 业务需求分析

随着人们生活质量的提升及生活方式的改变，人们对疾病防范意识也在不断增强，但目前医疗服务行业的基础信息化和管理水平还主要处于医疗数据采集记录、信息资源共享等相对初级的基础应用信息化阶段,未能对大量的基础性医疗服务数据资源进行分析、利用，更没有提供针对性个人医疗信息服务手段，已经不符合互联网、大数据时代医疗服务的要求。

解决这些问题，就迫切的需要对健康管理信息服务进行应用与研究，创建“健康管理”服务性平台——健康服务信息管理系统，从而对个人或群体的健康数据，进行全面的采集，并对健康数据应用大数据手段进行分析、挖掘和评估，对潜在威胁人们健康的因素，提供预警及相关措施，以减少或消除危险因素，以切实提供人们的医疗服务水平，建设“小康社会”[2-3]。

1.2 功能需求分析

根据业务需求分析，一个完整的个人健康管理信息系统需要设计前台与后台，而且面向的人群，不仅是各年龄阶段需要进行健康管理的普通用户，还有全科的权威医生，这些人群在计算机的应用能力上掌握的层次不一样，所以整个系统的使用操作界面设计都力求实用性、易用性。经分析，系统主要有三类用户，管理员、普通用户和专业医生，为每类角色提供一个模块，所以系统主要分3个模块。

(1) 管理员功能模块

1) 对管理员信息进行处理(增、删、改、查)，其中，管理员的属性信息包括：管理员账户、管理员密码。

2) 对普通用户的账户进行操作，包括用户账号的使用状态(正常、停用)，忘记密码时修改为初始密码的设置。

3) 对医生信息的管理(增、删、改、查)，其中，医生的属性管理主要包括：医生的账号、医生的密码、医生的姓名、医生的性别、医生的出生日期、医生就读或毕业的院校、医生的专业特长等。

4) 对健康资讯信息的管理(增、删、改、查)，包括健康资讯信息的标题内容、及详细信息内容。

(2) 普通用户功能模块

1) 对普通用户的初始密码进行修改，根据登录的普通用户账号进行。

2) 对普通用户每天的健康数据进行处理(增、删、改、查)，包括记录日期、体温、血压、血糖、心率、饮食数据信息、睡眠数据信息、运动数据信息、备注信息。

3) 对普通用户每日健康记录数据进行分析评估，超出标准范围值的用特殊字符的方式展示，在界面中，用折线图描绘出身体指标值(体温、血压、血糖、心率)的变化规律。

4) 对普通用户的体检信息进行处理(增、删、改、查)，其中，体检信息包括：体检的日期、体检人身高、体检人体重、体检人两眼视力以及体检人的肝、胆、胰、脾、肾、体检小结。

5) 对普通用户参加的健康教育活动信息进行处理(增、删、改、查)，包括活动时间、活动地点、活动的组织形式、活动的相关主题、活动组织者、活动的详细内容。

6) 对管理员发布的健康资讯信息进行查看阅读。

7) 普通用户根据管理员添加的医生资源信息，可查看医生的序号、姓名、性别、出生日期、专业、毕业院校，结合自身病情选择合适的医生，进行在线咨询，根据医生的序号进行。

8) 普通用户通过查看咨询的序号、时间和内容，查看对应病情专属医生的回复，根据在线咨询的序号进行。

(3) 医生功能模块

对用户在线咨询进行回复，医生可以查看咨询内容、咨询时间、留言人、留言人健康记录、留言人体检记录，根据以上数据对用户进行病情回复。

(4) 未登录用户模块

注册新账号，注册模块包括用户的登录账号名、用户的密码、用户真实姓名以及用户性别选项和用户的出生日期。

2 系统分析

2.1 管理员界面功能分析

管理员作为系统后台信息处理的主要人员，拥有最高等级权限，除了对自身的信息进行管理，也要对系统普通用户账号状态和医生信息进行管理操作。该模块的功能结构图，如图1所示。

图1 管理员界面功能结构图

2.2 普通用户界面功能分析

普通用户通过登录操作进入系统，首先可以对自身账户进行信息修改。其次，主要功能是对个人健康数据、体检信息和参加过的健康活动进行增、删、改，系统通过获取用户添加的健康数据进行分析评估。同时，根据管理员在系统中录入的医生信息，随时咨询医生相关病情，查看自己的咨询记录。用户界面功能结构结构图，如图2所示。

图2 普通用户界面功能结构图

2.3 医生界面功能分析

医生通过查看采集到的对应用户的健康数据记录、可视化健康分析评估和一些体检信息，可以对普通用户的咨询信息进行在线回复。医生模块界面的功能结构图，如图3所示。

图3 医生界面功能结构图

3 系统设计

3.1 系统功能结构图

对个人健康管理信息系统功能结构进行模块化拼装，最终系统用户功能结构图，如图4所示。

图4 系统用户功能结构图

3.2 系统顶层数据流程图

采用数据流图来描述健康管理服务业务流程。管理信息系统顶层数据流图，如图5所示。

图5 系统顶层数据流图

3.3 数据库概念结构设计

健康管理系统中，主要模块涉及的实体有：用户实体、管理员实体、医生实体、每日健康记录实体、体检信息实体、健康资讯实体、健康教育活动实体和在线咨询信息实体。系统由8个实体对象组成分别为：用户、管理员、医生、每日健康数据、体检信息、健康资讯、健康教育活动和在线咨询信息。各实体之间的关系，如图6所示。

图6 系统E-R图

3.4 数据库逻辑结构设计

在逻辑结构设计阶段，主要的任务其实就是将对象的实体转换为关系图具体实现数据库的逻辑和结构。要把对象实体的逻辑属性和结构以及实体之间的逻辑属性联系和转换合起来作为具体关系图的模式。

按照实体与联系的转换关系，可以得到如下的关系模型。

(1) 用户(用户ID，用户的登录名称，用户的密码，用户的真实姓名，用户性别，出生日期)；

(2) 管理员(管理员ID，管理员的登录名称，管理员的登录密码)；

(3) 医生(医生ID、医生的姓名、医生的性别、出生日期、医学专业、毕业院校、登录账号和登录密码)；

(4) 每日健康数据(记录ID、记录日期、用户体温、用户血糖、用户血压、用户心率、用户的饮食状况、用户的运动情况、用户的睡眠状况、备注信息)；

(5) 体检信息(体检ID、体检日期、体检人身高、体检人体重、体检人左眼视力、体检人右眼视力、肝、胆、胰、脾、肾、体检小结)；

(6) 健康资讯(资讯ID、健康资讯标题、健康资讯内容、资讯发布的时间)；

(7) 健康教育活动(活动ID、活动的时间、活动的地点、活动的形式、活动的主题、活动的组织者、活动的内容)；

(8) 在线咨询信息(咨询ID、医疗咨询的内容、医疗咨询的时间、医生回复的内容、医生回复的时间)。

个人健康管理信息系统所涉及到的表和以上关系模型对应，这里不再阐述。

4 系统实现

系统整体采用前后端分离架构。后端设计参考了目前最佳的实践方式：微服务化。所有的业务服务不再是聚合到一个大工程中，而是将各种业务功能服务分解成一系列独立的服务[4-8]。这些服务独立运行在自己的进程中，通过通用的HTTP协议交互。所有微服务按业务模块进行组织，可以实现完全不需要人为干预的自动化的独立部署模式，并且采用了分布式的服务管理基础设施。采用Java语言，基于SpringBoot框架构建所有后端微服务，具有效率高、跨平台、易重用等特征。持久层存储采用关系型数据库Oracle及Redis缓存系统，实现数据稳定存储、高效访问、热点数据缓存。为了实现操作简单、易学易用的界面操作风格，前端采用AngularJs框架编写PC客户端及移动客户端。

系统分为三个功能模块，每个模块都有各自的子功能模块，用不同的身份登录，进入的系统界面不一样，操作权限也不同。而为了区分这三个模块，就需要在系统登录的操作界面选择“登录身份(包括系统管理员、普通用户、医生)”，并和数据库中的数据进行验证，检验输入的信息是否正确。

(1) 管理员登录后，可以修改自己的登录密码。为了方便管理员对用户进行相关操作，对用户账号进行停用账户或修改初始密码的操作；

(2) 管理员对医生信息进行管理；

(3) 管理员发布健康资讯信息；

(4) 普通用户进行每日健康记录，可以对每日健康数据进行添加修改和删除操作并添加每日健康记录；

(5) 有了用户的每日健康数据后，系统就可以对数据进行健康数据分析评估，用图表展示身体各指标值的变化规律；

(6) 管理员在系统中录入各科室权威医生的信息，而用户在医生资源信息页面，可以看到系统中所包含的所有医生信息，用户可根据自身的病情问题，选择对应的医生进行在线咨询；

(7) 用户在线咨询的病情问题不可能只有一个，选择的医生也不同，所以，可以在系统对用户的咨询信息做统计，显示在“我的咨询信息”页面；

(8) 医生会对账号收到的咨询信息进行回复，用户收到的反馈，通过点击对应问题后面的“查看回复消息”进行查看。

5 系统验证

系统在完成开发及内部测试后，通过选定一家社区医院进行应用验证，并在该社区范围内，选取500名居民进行系统使用测试。首先，为社区医院的医生及500名居民用户创建系统账号并进行系统使用的培训。普通用户每天上传自己的健康数据信息，他们可以周期地查看他们身体信息报告；在线向医生咨询健康问题。医生通过医生模块查看用户健康数据信息以及咨询的问题，及时答复患者用户的相关问题。从实际应用验证测试过程中，500名居民用户普遍反映信息采集和在线咨询方便易用，医生的答复也及时、专业、有效。从而极大地节省他们的往返医院的挂号、等待及诊疗的时间；医院用户则认为通过用户日常健康数据的采集及分析，更能有效地帮助他们进行日常一般性疾病的诊疗，能够体现出基于大数据的互联网+医疗模式的价值所在，值得推广应用。

6 总结

经过实际应用验证，基于移动终端的健康管理信息服务的应用能够有效解决患者健康信息缺乏、诊疗结果不精准、就诊花费时间长等突出矛盾。这是互联网+医疗模式的典型实践，具有较大的推广价值，为全面建设“小康社会”、“智慧健康”提供助力。