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基于智能穿戴设备的智慧养老平台研究

2020-11-18 168 上传者：管理员

摘要：智慧养老的提出为解决我国养老看护问题提供了一种新的思路，通过可穿戴设备与智慧养老相结合，可以实现对老年人全天候监护。文章提出了一种基于穿戴设备的智慧养老平台，通过可穿戴设备采集老人的生理数据，实现远程健康监护。该平台能够在一定程度上缓解因医护资源匮乏，人工看护存在盲区等问题造成的养老服务成本高质量低的问题。

关键词：
养老
可穿戴设备
智慧养老
物联网
老龄化
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随着医疗水平的不断提高，我国人均寿命从1981年的67.7岁增长到2015年的76.3岁。2016年，人社部新闻发言人李忠指出，我国已逐渐进入老龄化社会。截至2017年底，60岁及以上老年人口有2.41亿人，占总人口17.3%。根据有关部门预测，我国将在2020年步入严重老龄化阶段，养老问题已成为各级政府急需解决的重要社会问题。国务院出台的《“健康中国2030”规划纲要》和《健康中国行动（2019-2030年）》充分说明我国政府对全民健康和养老问题的高度重视[1]。

在我国，心血管疾病、慢性呼吸系统疾病、糖尿病等基础疾病是不少老年人面临的严重威胁。同时，“421”家庭逐渐成为社会主流的情况下，家庭养老功能弱化，使得不少患有基础疾病的老年人突发意外时，因无法及时与子女或医疗机构取得联系，错过最佳救治时机。而传统养老机构虽然能够在老年人看护，基础病症日常管理等方面提供较好的服务，但受限于合格看护人员数量和每位看护人员有限的看护对象数量，使得养老机构与老年人之间存在巨大的供需矛盾。同时，养老机构人工成本高昂，养老支出也使得普通家庭难以承受。近年来，智慧养老平台的研究逐渐成为养老领域的热点。文章提出的基于可穿戴设备的养老服务平台，不仅能全天候监护老人的身体状况，更兼具对突发事件应急响应的功能，有效缓解传统养老模式看护成本高效率低的问题，在资源有限的情况下能够服务更多老人[2]。

本文提出一种基于可穿戴设备的智慧养老平台，通过看护对象配戴的可穿戴式设备远程动态采集老人生理数据，如动态心电图（ECG:Electrocardiograph）、心率、血氧和血压等，并将生理数据发送给养老机构的医护人员，由医生根据老人健康状态随时调度看护人员实现对老人的及时、个性化看护。平台还可以根据不同看护对象患有的疾病，通过手机及时提醒老人服药、康复运动、复查等日常健康管理事件。除日常健康管理和看护人员调度外，平台还可定期对老人长期监测到的生理数据进行分析，当发现老人身体状况出现恶化趋势时，将及时提醒监护人进行下一步治疗。当采用本文所提到的智慧养老平台的机构达到一定规模时，当地老人身体状态、常见基础疾病各类、日常用药等数据将可成为重要的数据来源，为地方医政部门进行公共卫生政策制定和决策时提供重要依据。

1、一种新型的智慧养老服务平台的体系结构

逐年快速增长的老年人口与养老资源严重不足是急需解决的重要问题之一[3]。本平台的设计目标是借助可穿戴设备对老人授权的生理数据进行动态监测，智慧养老平台通过动态调度看护人员实现对更多老人的看护管理工作有效降低养老机构的人工成本，在不大幅增加成本的前提下，使养老机构能够为更多老年人提供服务。同时，智慧养老平台可以将日常采集的老人健康监护数据进行脱敏、加密处理后，通过专用网络线路上报给当地卫生主管部分，作为当地医政部门的养老数据重要采集源。

智慧养老平台由3个子系统组成，平台的体系架构如图1所示。

本平台各子系统核心功能如下：

1.1 实时监测子系统

平台通过穿戴设备、手机和远程监护设备对被看护老人的生理、行为数据进行远程动态记录和健康状态分析，医护人员通过监测关键数据阈值动态筛选需要即时服务的看护对象。

图1智慧养老平台体系架构图

考虑到突发情况发生时，老人往往行动受限无法自主求助或报警，监测子系统设置有应急响应功能，能够通过实时检测手机状态，判断老人是否发生跌倒、运动异常，通过可穿戴式设备监测老人脉搏、心跳是否出现异常等情况，及时主动向养老机构看护人员发出警报。对于部分诊疗期间的老人，智慧养老平台还可以根据需要连入特定远程监护设备，如监护仪等，实现远程更准确的监护需要。

1.2 养老服务APP子系统

APP子系统是以手机APP和微信小程序等形式提供的一个快速、可视化的交互操作工具，作为直接与看护对象交流的工具，在APP日常健康管理模块中设置了老人常需要用到的用药提醒、运动提醒、血压/血糖测量提醒、复诊提醒等一系列提醒功能模块，对老年人的健康管理提供了方便。后台健康风险提醒模块通过分析被看护人的历史生理数据，判断看护人是否存在健康隐患，当发现看护对象存在健康隐患时，将自动提醒看护对象及其监护人可能存在的健康风险，以便及时就医诊疗。平台还可在授权后，将看护对象的健康数据以日报、周报的形式提供给指定的监护人，方便家属关注、了解老人的健康状况。

1.3 数据处理子系统

每一个接受实时监测的看护对象，每天将向健康养老平台提交大量数据，这些涉及个人隐私的海量数据，平台必需保证有效的数据访问控制机制和安全性。平台采用了“文件加密云安全存储方案”的专利技术[4]，能够有效确保用户的个人隐私数据的安全性。此外，穿戴设备采集的原始数据并不适合医护人员阅读，同时，出于数据脱敏的需要也应该对原始数据进行预处理。数据处理子系统的预处理机制将原始数据进行加工后，向医护人员提供工作必需的监护数据片段，通过接触数据最少化原则在保证业务正常开展的同时，又保证了数据安全。作为医政部门养老数据统计来源，本平台数据在脱敏处理后，存放在独立的“上报数据库”中，并可根据医政部门的需要进行数据预处理，例如，养老基础数据统计、老年人群常见基础疾病统计、老年人日常用药统计和养老支出统计等业务。最后，通过定制接口将数据上报到当地医政部门作为养老数据源。

2、智慧养老平台未来研究展望

2.1 个人隐私数据的安全问题

由于可穿戴设备所采集的生理信息数据需要上传到平台的服务器中，因此存在个人数据泄露的隐患，所以保证养老平台数据不被泄露、篡改，成为平台建设的重要内容。同时，平台还应确保穿戴设备上传数据必须在有效的数据访问机制下，对授权用户提供访问。不同身份人员能够访问哪些数据？哪些授权叠加可能造成授权放大？下一步还需重点研究。

2.2 可穿戴设备长期配戴的舒适性问题

一项对平台老人的调查发现，绝大多数的老人认为长期配戴可穿戴设备会造成一定程度的身体不适。在可穿戴设备舒适性问题没有得到根本改变前，在不影响监护效果的同时，减少可穿戴设备的配戴时间是一项值得尽快开展的研究工作。

2.3 平台运营的难度较大

养老平台通过实时监测、分析每一位老人配戴的可穿戴式设备来感知老人当前的状态，当在线监护老年人数量较少时，平台压力尚未显现。一旦监护人群达到一定规模时，平台运营压力将会直线升高。过高的硬件投入会使平台推广造成困难，所以，数据处理子系统的预处理、分析算法必须进行更有效的优化，使其能够在现有硬件投入下能够为更多用户服务。

3、结束语

在老年人口快速增长的中国，养老问题日益突现。养老问题的解决，不仅需要政府统一规划制定战略、企业积极参与协同创新，更需要社会各方面力量的共同参与，才能为老年人提供高质量的养老服务，才能促使我国养老事业的健康发展[5]。智慧养老产业的发展，既是缓解养老问题的有效措施，也是“互联网+”在公共服务领域的有益探索。同时，我们也应该认识到，智慧养老虽然在一定程度上可以缓解看护压力，但老年人缺乏陪伴，失能老年人的照护等仍然是养老问题中不可忽视的问题，智慧养老课题仍有许多亟待解决的问题需要持续研究。

参考文献：

[1]穆光宗,张团.我国人口老龄化的发展趋势及其战略应对[J].华中师范大学学报(人文社会科学版),2011,50(05):29-36.

[2]梁敏怡,毛宁,陈文戈,等.养老机构服务管理系统的设计与实现[J].科技创新与应用,2017(05):1-2.

[3]武萱敏,林小靖,陈萌,等.一种基于电灸理疗仪的个人移动健康管理平台研究[J].科技创新与应用,2019(32):38-39.

[4]陈萌,孙洁,洪胜,等.分块置乱算法在心电数据安全存储中的应用[J].宁波工程学院学报,2018,30(02):53-60.

[5]鲍淑娣,陈萌.为普适健康而生的躯感网及其信息安全[J].科技导报,2017,35(02):41-44.

刘子樊,任思宇,陈萌.一种基于智能穿戴设备的智慧养老平台[J].科技创新与应用,2020(34):27-28.

基金:国家级大学生创新创业训练计划资助(编号:201811058025X).