體醫融合視域下校園智慧健康管理平臺開發與實現

文 / 張正民，鄭艷艷，周小明 ，汪錫文

世界衛生組織把缺乏運動列為威脅人類健康的第四大因素，“生命在于運動”“運動是良藥”已經成為全球社會的普遍共識?，F有的研究已經有力的證實，科學的運動能夠在防病和康復兩個健康維度做出重要貢獻，在預防、治療和康復三位一體的健康鏈條中具有重要意義?！绑w醫融合”代表了健康促進新趨勢的理念將成為推進健康中國建設，全面提升中華民族健康素質、實現人民健康與經濟社會協調發展的國家戰略的重要措施和依托。隨著人工智能和大數據與大健康領域結合得越來越緊密，大健康領域進入了全新的“數字化健康管理”的時代，讓大健康領域“獲得健康數據難”和“有了健康數據但缺乏干預手段”的兩大痛點有了破解路徑?！盎ヂ摼W+”和“健康中國”一首一尾躋身國家戰略，使健康領域迎來大發展契機。然而，校園作為一個人口最為密集的微型社會。更加渴望有一個有效的智慧健康管理平臺來應對有關師生健康的各種突發事件，特別注意的是對于基本預防和科學鍛煉也是智慧管理平臺開發的題中之義。

1 國內外研究現狀

1.1 體醫融合

體醫融合最早起源于美國，1954 年成立美國專業運動醫學行業協會(American College of Sports Medicine)，簡稱 ACSM 協會，旨在通過運動科學、體育教育和醫學等先進科學成果鋪建人類健康之路。1980 年美國政府將運動納入健康管理體系中，制定并實施 10 年的 Healthy People( 健康公民 ) 計劃，在這基礎上后來構建了美國醫療衛生服務與體育健身一體化平臺，即 HHS(美國衛生與公共服務部)計劃，促進國民健身運動期間，給予醫療衛生服務。2010 年美國 貝利曼·JW 學者 在 Exercise is medicine： a historical perspective一文中正式提出“Exercise is medicine”即運動等于良藥，奠定了體醫融合思想的雛形。1990 年，將體力活動納入健康促進計劃中；2000 年將其列為 22個優先發展領域之首；2010 年和 2020 年分別將其列為主要健康指標。在日本，稍具規模的健身場所都會配備體醫融合的專門人才，以便對剛進入健身鍛煉的愛好者進行體質測試與全面的醫學檢查，而“體醫融合”類專業人才會依據檢測報告的結果來判定健身者適合什么類型的健身活動，最終為健身愛好者制定健身計劃。在德國“體醫融合”的機構健全，運動康復醫院數量眾多，設備齊全，專業水平較高，對運動的損傷的預防與治療有著明顯的作用。

1.2 健康管理

20 世紀 60 年代美國保險業最早提出健康管理這一概念。20 世紀 70 年代，健康管理(Health Management)在美國興起，隨后健康管理在英國、德國、法國和日本等發達國家也逐步發展起來，并形成了覆蓋廣而深的產業。而健康管理作為新興理念于 20 世紀 90 年代引入我國，我國學者對健康管理的概念也都有不同的見解。中國健康管理的發展是從 2001 年第一家健康管理公司注冊正式開啟，2005年擁有了正式發展，健康管理師被列入國家職業資格，2006 年健康管理獲得飛速發展，享有“健康管理年”之稱，各種會議、培訓層出不窮。但我國把健康管理作為一門學科及行業僅有十余年時間。吳靜娜、盧建華(2008)等人回顧健康管理的歷史和現實時，指出我國“有病才治”、“經醫就有藥”的“生病就醫”模式根深蒂固，對沒有不適癥狀的健康問題大家都不重視，甚至不懂不了解，這些也正是造成慢病快速發展的重要緣由，這也是我國進行健康管理的必要性。2003 年突如其來的 SARS 使我國對預防體系真正重視起來，隨后持續出現的流行感染性疾病促進了我國開始重視健康的預防工作。饒克勤，錢軍程等人(2012 年)揭示促使我國健康管理發展的另一個要素是我國老齡化的情況加劇和慢性病患者數量日益猛增。為了規范我國健康管理的發展，我國健康管理領域專家陳君石、黃建始在編寫的《健康管理師》中，將健康管理實施分為三個環節：健康信息采集、健康風險評估、健康管理干預。

中國正處于第四次社會轉型期，體育與醫學結合共同促進全民健康的這種新產業形態的出現為傳統較為單一的醫療健康服務產業轉型帶來新的契機。進入“大健康”時代的中國，健康管理產業發展的新動能被持續挖掘，利用體醫融合全面提升和改造中國健康管理產業成為我國健康產業發展新動力。順應形勢把握住體醫融合帶來的重大發展機遇，可以帶動我國健康產業的整體躍升，進而為健康中國的早日實現提供強大動能?！鞍岩灾尾橹行霓D變為以人民健康為中心”，這是從醫療健康干預向非醫療健康干預轉變的過程。以體醫融合的理念、思維和模式，建構和優化全民健身服務體系，是我國體育與醫療系統共同面對的課題。

1.3 運動健康管理

近年來很多社會組織，尤其是一些企業頻繁使用該詞語，然而在學術研究中，此概念尚未得到廣泛傳播，僅有少數人采用。 黃浚智(2012)碩士論文題目為《運動健康管理網絡平臺的研制與應用》，但沒有將運動健康管理作為專有名詞進行解釋運用，而模糊地解釋了健康管理中，運動干預是其重要組成部分。 于飛(2013)提出了運動健康管理概念的雛形，但該概念僅是簡單描述，沒有突出運動健康管理特點。隨后一些關于運動健康管理設備研發文章出現后，就直接使用了運動健康管理一詞，未曾進行過解釋。運動健康管理概念的內涵是運動促進健康，實現健康的管理。其概念外延是指在健康管理過程中運動干預的實施、健身指導中運動指導、術后康復中運動促進這些均屬于運動健康管理的元素和縮影，當運動狀態出現時，就有可能出現運動健康管理，只是之前沒有明確的概念和認知，也不曾將該行為規范化、系統化。因此，有意識、規范、系統、持續、有目的的運動實施都屬于運動健康管理的范疇。

1.4 智慧健康管理

智慧健康是基于物聯網的環境感知網絡和傳感基礎設施的實時的、智能的、無處不在的醫療保健服務。得益于云計算、霧計算以及物聯網等相關技術的快速發展，關于智慧健康的相關研究也逐漸步入正軌。近年來對于智慧健康的相關研究，主要從云端和邊緣這2 個主要方向展開，其中包含了云、霧計算，物聯網傳感器，區塊鏈以及隱私和安全等相關技術。目前，在云和智慧健康的研究中，關注點在于如何利用云去完成海量健康數據的挑戰和提升服務性能，具體包括健康大數據在云中的存儲、檢索和計算等相關問題。而在邊緣，研究重點轉變為健康數據的采集、傳輸和計算，具體包括用于采集健康數據的各類傳感器和可穿戴設備、各類無線傳感器技術以及如何在邊緣處理健康數據并提升服務性能等。最后，區塊鏈在智慧健康服務的諸多新興應用以及智慧健康數據的隱私和安全問題，物端能耗和性能設計折中、異構化數據和多樣化應用、醫療大數據感知的系統、自適應的邊緣資源融合、高可靠高可用的系統設計等未來熱點研究方向，未來面向智慧健康的軟硬件系統，尤其是跨越云和邊的融合式設計將大有可為。

2 研究意義

體醫融合的實施路徑主要包括理念融合、技術融合、業務融合和產業融合。理念融合是先導，技術融合是條件，業務融合是核心，產業融合是結果，四者共同構成了體醫融合動態發展過程。建議把運動處方門診作為開展體醫融合工作的重要突破口和具體抓手，形成適合在全國范圍內廣泛推廣的一種體醫融合模式，讓體醫融合真正從理論走向實踐。健康管理是對個體或群體的健康進行全面監測、分析，提供健康咨詢和指導以及對健康危險因素進行干預的全過程。引入健康管理， 有助于使全民健身運動更具有可操作性。引入健康管理， 有助于社會資源的整合。智慧健康管理是健康服務與信息技術相融合，運用信息技術優化健康理信息的獲取、傳輸、處理和反饋，實現區域一體化協同的健康管理新模式。本平臺引入了健康評估理念，并參照《國民體質測定標準》，通過對人們生活方式和體質狀況進行評估并給出相應的個性化指導方案，向人們傳播健康科學的管理理念。通過平臺開展健康評價、制定健康計劃、實施健康干預等全流程服務管理，改善健康狀況、提高生命質量。

3 研究方法

本文主要研究的是運動與健康管理網絡軟件的開發設計與功能實現，為提高數據管理使用的安全性，系統的可拓展性，在系統整體架構上采用了基于C/S結構的模塊化設計方式進行開發，通過文本、圖像、圖形三種方式向用戶展現數據，采用導航控制器、表視圖、圖片視圖等具有特色的工具來完成視圖的切換和數據的放置。借助UML類圖、順序圖、活動圖和主要實現代碼進行分析說明。分別對系統中各個模塊進行功能測試和性能測試，驗證系統的功能可用性、系統穩定性，兼容性以及用戶體驗是否完善，并給出系統中主要功能界面的截圖。給出系統總體框架設計、軟件層次架構設計、數據模型和接口的設計詳情等。

4 研究結果

應用健康管理、運動人體科學與電腦工程的學科知識，構建運動健康管理網絡平。為運動促進健康的運用提供基礎網絡平臺。為運動健康管理的開展提供應用網絡平臺。健康管理平臺由三個大的基本服務模塊構成，即移動端健康管理服務、應用端健康管理服務、基礎資源管理服務，通過移動網絡實現終端健康數據采集、體檢系統、醫院管理系統、電子病歷系統集成、統一存儲學生的健康數據，輔助知識庫對健康數據進行有效利用，不斷的跟蹤服務形成一個健康管理服務的封閉循環。由于學生健康檔案信息共享、服務質量、效率、效益、利益分配等原因，在現實中這個循環是不可分割的，整個服務需要在一個管理體系下完成，并通過信息化為手段，以健康管理的信息資源整合、共享，實現智慧健康管理科學化。對于個人健康管理服務系統來說，其主要需求是為個人用戶提供健康管理服務，并且允許醫生用戶為個人用戶提供合理的健康建議。其中個人用戶通過Android客戶端使用本系統，系統為用戶提供個人信息管理、個人健康信息管理、個人健康評估報告、醫生健康指南等服務。醫生用戶和系統管理員用戶通過Web管理平臺端在瀏覽器上使用本系統，其中醫生用戶的職責是根據個人用戶填寫的健康信息，提供健康建議的反饋，并將反饋信息以簡報的形式展示給個人用戶。系統管理員主要負責對系統中的用戶信息和數據進行統一的管理，個人健康管理服務系統的總體功能UML用例圖如圖1所示。

圖1 系統總體功能UML用例圖

4.1 構建運動與健康管理體系

介紹運動與健康管理理論的發展歷程，重點介紹本系統采用的健康風險評估標準，運動處方以及運動與膳食平衡的研究成果，以及系統實現所采用的關鍵技術。針對我國目前在運動與健康服務系統建設領域尚處于空白階段的問題，結合當前我國人群中普遍存在的亞健康、抑郁癥等病情，綜合多年來運動與健康管理研究成果和總結國內外經典的心理健康量表、運動處方、膳食處方等使用經驗，構建運動與健康管理體系內容。

4.2 設計運動與健康管理網絡軟件

整個“學生體質健康管理軟件”的結構分成五個層級，形成一個分層架構，自頂向下，分別是表現層、應用邏輯層、軟件支撐層、數據訪問層以及數據層。整個系統架構，如圖 2 所示。

圖2 學生健康管理軟件系統架構圖

1)表現層：當前層的主要為面向用戶的交互功能。它把用戶的需求信息傳送應用邏輯層，然后為用戶展示反饋結果。在這一層中，因為本文分別使用了 B/S體系結構和 C/S 體系結構，所以有兩種表現形式。手機客戶端為C/S 體系結構，在這里必須使用相應的手機客戶端軟件登錄系統，而管理端則可以直接使用瀏覽器登錄系統。

2)應用邏輯層：當前層是作為一個連接用戶和數據庫之間的橋梁，為相應客戶請求的數據的增加、刪除、修改和查詢等功能而由應用邏輯層進行處理和分析，再將得到的結果傳遞給相應的對象，即用戶或者數據庫。

3)軟件支撐層：當前層是為了向個人健康管理系統提供必需的軟件環境。

4)數據訪問層：當前層起到的是訪問的數據庫服務器的作用，在這里進行數據交互。

5)數據層：當前層就是整個系統的信息存儲地，將處理整個軟件的所有數據相關的請求。

4.3 設計運動與健康管理電子檔案庫

構建軟件的總體結構設計和基于云存儲的運動處方生成方案，并對各子模塊的具體功能以及系統數據庫的構成進行了設計。建立運動與健康管理電子檔案，具體包括：用戶管理信息，健康管理評價自評數據表，醫學體檢管理、體質檢測數據庫、心血管風險預測數據表、運動處方和膳食處方信息表等。為方便用戶查看和管理，設計了基于云存儲的文件管理系統，并提供表單頁面打印功能。為確保系統存儲計算速度，以及數據庫的運營維護成本，采用MySQL對系統數據庫進行開發。

4.4 運動與健康智慧管理平臺的應用

依據健康檢測、體質檢測和機能測試等相關數據及評價參考標準，設計和開發運動與健康網絡軟件系統。軟件系統中包括“個人信息、心理健康評估、醫學體檢管理、體質健康管理、WHO/ISH 風險評估、運動與膳食管理、膳食與運動健康指導”等模塊，各模塊具有輸入、保存、測試、評估、統計分析等系列功能，智能化地實現心理、行為、運動、營養等多方面的自我健康管理，自我制定干預方案，從而達到科學健身、增強體質、防病治病、提高生活質量的目的。個人健康管理服務系統在功能設計上分為兩大模塊：Android客戶端模塊和Web管理平臺模塊。以上章節對用戶的需求進行了分析，初步確定了系統的用戶需求，根據用戶需求設計了如圖3所示的系統主要功能模塊圖。

圖3 系統主要功能模塊

Android客戶端模塊包括注冊和登錄、個人信息管理、個人體檢信息管理、個人體質測試信息管理、生活習慣信息管理六個子模塊。Web管理平臺模塊包括系統管理員模塊和醫生反饋模塊兩部分，其中系統管理模塊包括用戶信息管理和消息推送兩個子模塊，醫生反饋模塊包括查詢個人用戶信息和健康建議與評估兩個子模塊。

根據軟件系統的設計思想和結構，繪制如圖4所示的E-R圖(即實體-關系圖)。

圖4 系統E-R圖

一個成功的軟件需要一個邏輯清晰、設計合理的數據庫作為支撐。從系統核心E-R圖中可以看出，系統主要包括這些表，即：用戶基本信息表(users)、用戶體檢信息表(examination)、用戶體測信息表(fitness)、生活習慣信息表(habit)、和健康反饋表(suggest)等。

4.5 運動與健康智慧管理平臺開發的評估

該方法作用于該移動終端系統，并配合智能化慢性病健康管理服務系統中的健康數據云平臺、健康體征測試、運動能力測試、智能化健康管理等子系統，形成包括從健康指標和運動機能檢測開始，到管理目標推理和運動處方生成，再到通過移動終端進行運動干預和效果反饋，然后根據反饋結果調整運動處方等環節的閉環指導方法。移動互聯網與智慧醫療的發展為基礎，根據健康管理系統的定位和需求確定了系統實現的技術方案與路線。健康管理系統主要由健康服務平臺、移動健康應用以及連接兩者的通訊層、數據處理層等組成，并通過移動健康應用為用戶提供一系列的個人健康服務。將醫療健康服務轉移至移動終端，讓移動互聯網與醫療健康服務為人們提供更智能和快捷的服務，從而提高人們的健康狀況與生活質量。

5 研究結論

依據健康檢測、體質檢測和機能測試等相關數據及評價參考標準，設計和開發運動與健康網絡軟件系統。軟件系統中包括“個人信息、心理健康評估、醫學體檢管理、體質健康管理、WHO/ISH風險評估、運動與膳食管理、膳食與運動健康指導”等模塊，各模塊具有輸入、保存、測試、評估、統計分析等系列功能，智能化地實現心理、行為、運動、營養等多方面的自我健康管理，自我制定干預方案，從而達到科學健身、增強體質、防病治病、提高生活質量的目的。智慧健康管理平臺是一個動態性的閉環模式，可以實現線上線下聯動的智能化健康管理服務。醫療和體育都是促進健康的重要措施和手段，利用大數據分析技術，對采集的海量健康數據進行深度挖掘，找出內在規律，將體育中的訓練監控、康復治療手段及運動營養支持等應用到全民健康中，探究運動與健康之間的劑量一效應關系的同時，規避運動風險的發生，做到真正的科學運動。