远程智能医疗支持系统：基于COVID-19的远程患者监测和医生通讯

医学信息学解锁20（2020）100428智能医疗保健支持，可在手术期间进行远程患者监护新型冠状病毒隔离Olutosin Taiwoa，*，Absalom E. Ezugwub，**a夸祖鲁-纳塔尔大学数学、统计和计算机科学学院，Westville校区，Private Bag X54001，Durban，4000，南非b夸祖鲁-纳塔尔大学计算机科学学院，地址：King Edward Avenue，Pietermaritzburg Campus，Pietermaritzburg，3201，KwaZulu-Natal，南非A R T I C L EI N FO保留字：智慧医疗超空间模拟到上下文COVID-19远程患者监测A B S T R A C T自2019年新型冠状病毒（COVID-19）疫情爆发以来，社交距离及隔离已成为全球实施的标准惯例。由于完全接受上述控制措施，因此不鼓励频繁的医院接触访视。然而，有些人的生理重要需求仍然需要常规监测，以改善健康生活。有趣的是，随着物联网（IoT）技术、智能家居自动化、在医疗保健系统中，基于接触的医院访问现在被认为是非强制性的。为此，提出了一种远程智能家庭医疗支持系统（ShHeS），用于在家中监测患者除此之外，医生还可以进行疾病使用从患者远程收集的数据。实现了一个基于Android的移动应用程序，与基于Web的应用程序接口，以实现有效的患者-医生双实时通信。传感器结合在系统中，用于自动捕获患者的生理健康参数。此外，超空间模拟上下文（HAC）被纳入到当前的监测框架中，用于家庭环境中的服务开发和上下文变化，以实现生理参数的准确读数和改善的系统性能。通过该系统，患者可以从家中进行远程监控，并且还可以通过在手机上使用智能家居自动化设备的一些功能来过上更舒适的生活。因此，这项研究的一个主要贡献是，处于自我隔离或自我隔离状态的患者可以使用新平台通过手机向医生发送日常健康症状和挑战。因此，即使在2019年COVID-19大流行的问题时期，全球迄今已录得20，026，186百万例病例，734，020千人死亡，仍可以实现改善的健康生活和舒适的生活方式。1. 介绍独立、方便、健康的生活是任何人的目标，然而，由于年龄、疾病、药物、住院、流行病、大流行病和其他情况，存在限制。健康监测系统已经发展到帮助方便的健康生活，医疗保健提供者和患者之间更容易进行沟通，以进行密切监测，测量重要的健康参数，常规咨询和整体健康生活。此外，随着信息和通信技术（ICT）的最新进展，通过采用物联网（IoT）技术，智能健康监测和支援系统在促进健康生活方面的发展和接受程度均较前为高。Zikali进行的研究[1]显示，随着老年人或老年人人口的迅速增加，需要健康监测的患者同一项研究预测，到2045年，被认为是社会中最脆弱的老年公民的人数将超过儿童和年轻人的人数，因为最近的人口普查显示老年人的人数在增加。然而，全球范围内家庭健康助手、护理助理和家庭医疗保健提供者的短缺正在逼近，这使得老年人的护理费用昂贵。因此，健康监测系统可以在减少身体接触方面发挥重要作用，* 通讯作者。** 通讯作者。电子邮件地址：219058760@stu.ukzn.ac.za（O. Taiwo），ezugwua@ukzn.ac.za（A.E.Ezugwu）。https://doi.org/10.1016/j.imu.2020.100428接收日期：2020年8月14日;接收日期：2020年9月9日;接受日期：2020年9月9日2020年9月15日网上发售2352-9148/©2020的 作者。发表通过 Elsevier 公司这是一个开放接入文章下的CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）中找到。可在ScienceDirect上获得目录列表医学信息学期刊主页：http://www.elsevier.com/locate/imuO. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）1004282此外，该系统还可减少患者的住院时间、就诊时间、排队名单和整体医疗费用，同时还可减轻医务人员的工作量、负担和压力[2]。随时随地连接的信息和通信技术的进步为远程医疗解决方案和其他便携式医疗平台中使用的现代医疗保健系统的开发做出了宝贵的贡献。智能家居技术的出现为老年人和残疾人提供了健康的生活方式和更高质量的医疗保健支持服务，使他们能够在家中而不是疗养院，医院或其他限制设施中独立和舒适的生活方式。作为智能家居自动化系统的一部分，医疗保健模块将改善患者在家中或医院外偏远地区的医疗保健设施。因此，有一个减少抑郁症，所产生的孤独感在医院病房的病人。医生可以从办公室监控病人，开药，并查看测量的重要健康参数进行远程诊断。此外，智能家庭医疗保健系统中软件和硬件技术的快速改进使得患者，特别是老年人或残疾人，可以通过智能手机，平板电脑，笔记本电脑，互联网等设备轻松控制某些家用电器。一 智能 家 医疗保健 环境 包括 众多代表用户主动行动的计算设备，从而使得这样的环境普及。因此，对于智能家庭医疗保健环境中的决策，用户上下文和偏好是用户在任何给定情况下在可用资源和服务中做出任何感兴趣的选择时要考虑的一些重要特征[3]。此外，上下文感知范式提供了对家庭内影响生理读数输出的一些因素的洞察。本文对这些因素进行了解释。用户上下文是指可用于描述实体（人）的关于其生理医学状态或需求的情况的任何信息。在本文中，我们提出了一个基于移动应用程序的原型智能家居医疗保健系统，为老年人和残疾人的方便和独立的生活，而在家里的高效和有效的健康监测。拟议系统的一部分允许患者在大流行时期（如持续的COVID-19疾病）远程上传或捕获基本健康症状信息，医生的辅助诊断。新的医疗保健支持系统测量和记录特定的健康参数，如体重，脉搏，血压、血糖水平和体温。此外，它还有助于控制一些家用电器，以利于用户的家庭生活。该系统还被设计为通过用户提供的输入向患者发送关于使用某些药物的提醒。基于Hyperspace Answer Context（HAC）开发了一种用于普适环境的出租协议，以解决用户在智能家庭医疗保健系统中放置的众多设备中进行选择的需求。本文的技术贡献如下：一个智能健康支持系统的建议，用于远程病人监测期间的监测。实施基于物联网的智能家庭医疗保健支持框架，能够减少因疾病爆发而给医院带来的不必要负担。主要是，新系统还能够仅使用启用物联网的家用电器提供基本舒适，鼓励病情严重和危急的患者使用医院设施。从可穿戴设备获取患者健康数据的EX用于医疗诊断和处方的内置和移动传感器本文的其余部分组织如下：第2节提供了相关工作的审查和健康监测支持系统的概述，第3节讨论了拟议的系统动机，概念化和设计方法，而在第4节，新的智能医疗支持系统的实施细节进行了讨论。最后，部分5提供结论性 备注，建议和未来的方向。2. 相关作品智能家居自动化技术和电子医疗系统的发展进步使人们无需住院即可享受家庭医疗服务。通过家庭健康护理技术对患者的远程健康监测帮助健康护理提供者、医务人员和医生接触患者，而无需身体接触或患者出现在诊所或医院。医疗保健技术还为患者节省了成本，支出和压力，因为他们不需要在看到他们的医疗保健提供者或医务人员之前旅行。在智能医疗系统、电子医疗和远程医疗领域已经发表了许多文章。作者参考文献[4]提出了一种电子医疗保健系统，用于由医生从任何位置监测患者拟议系统能够从患者收集所需的数据，并使其对医生可用和可见，以便采取行动。网络应用程序是系统的一项功能，允许医生记录病人药物，同时还允许患者键入测量的心理参数值并显示从医生接收的信息。智能电视应用程序用于每天提醒患者他们的活动，药物和其他事件。最后，该系统具有移动应用程序的功能，其功能与Web应用程序相同，但具有随时随地访问的附加优势。Sparsh和Agarwal [5]描述了一种远程健康监测系统，用于通过手机收集患者的血压值。提供手机记录的数值，通过系统中的网络界面显示给医生或护理人员。医生可以通过该系统监测和管理患者的病情，并远程向患者提供反馈。作者在参考文献2013中提出了一种使用身体传感器网络（BSN）的安全的基于物联网的现代医疗保健系统，称为BSN-Care。[6]。的所提出的系统通过可佩戴的传感器测量和监视身体中的生理参数，例如血压、心电图（ECG）和脑电图状况。测量参数的值被收集并发送到本地处理单元，该本地处理单元也是系统的协调器。由BSN-Care服务器从患者身体接收的数据被输入数据库进行分析。根据分析结果和数值的异常程度，系统会向患者的家庭成员、当地医生或急诊室联系人发出警报。该系统使用轻量级匿名身份验证协议进行保护，该协议确认使用BSN-Care服务器的任何人的身份。为了保护隐私、数据完整性和数据新鲜性，使用了偏移码本（OCB）认证加密方案。Minh Pham等人[7]提出了一种基于云的智能家居环境，一个名为CoSHE的项目，用于家庭医疗保健可穿戴设备，私有云和机器人助手。CoSHE系统通过非侵入式可穿戴传感器收集居民的生理、运动和音频信号，从而提供有关居民在家中的日常活动和位置的信息。提供全面的健康数据 通过在系统的云服务器上构建的网络应用程序向护理人员和看护人员提供信息。该系统还具有水合监测应用程序，用于连续监测患者的水消耗水平和每日液体需求。通过使用从麦克风收集的声学数据和从系统中的智能手表加速度计导出的身体活动上下文来实现水合监测。Eren Demir提出了一种在Android操作系统上运行的智能家居集成系统，用于痴呆症患者的环境辅助生活[8]。该系统的设计允许通过云收集，记录和传输数据 applica-是的。 该系统涉及七种类型的传感器来检测一个人位置，无论是站着还是坐着，火焰检测和使用···O. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）1004283在家里指定的设备。此外，如果患者忘记及时执行特定任务，传感器会提醒或提醒患者。系统中还安装了一个开关，以检测灯是开还是关。该系统还旨在识别患者的活动并将信息发送给医生或护理人员。数据从放置在家中特定位置的不同传感器中检索以进行处理。Bilal和Khaled [9]提出了一种针对老年人、残疾人、老年人和残疾人的无线遥控家庭自动化系统。该系统旨在为运动困难的人轻松移动，控制和监测基本家用电器。该系统的用户可以通过遥控设备控制或监控电器，该设备使用XBee收发器无线发送命令。遥控器的特点是不同电器的控制按钮和消息通知的LCD。建议的系统使用木制原型版本。Min Chen等人[10]提出了一种基于第二代RFID系统的电子医疗管理系统。用于监测患者的医疗状况、患者与医生或健康护理者之间的通信（视情况而定）的系统是通过经由互联网的视频会议呼叫。该系统还能够进行信息采集和转换，用于医疗急救处理。通过附着的身体传感器从患者处获取体温、心率和心率等生理信号病人身体的某个部位该系统还维护用户的简档和病史的健康护理数据库。Andrea等人[11]提出了一种基于集成传感器网络的智能感测技术，用于监控用户的家庭和环境，以获取有关用户健康状况和行为的信息。作者提出的平台包括传感器，生物医学、可穿戴且不显眼，用于监测生理参数，例如ECG、心率、呼吸波形、呼吸频率，提出了在诸如平板电脑的智能设备上的应用，用于用户与传感器的交互。通过该应用程序收集的数据将进一步发送到云端进行存储和数据分析，用于为老年人提供服务。此外，Abdel-Alberta等人[12]设计了一个基于智能家居的软件架构，糖尿病患者的辅助监测。该系统旨在通过个人连接设备和智能家居技术监测患者的活动、饮食和运动依从性，并评估替代药物和方案的效果。可穿戴设备被用作架构中技术的连接。Muhammad等人开发了一个用于老年人的Android智能手机应用程序，辅助独立生活在家里。该应用程序跟踪和监测用户的日常活动，并作为患者计划活动的提醒。该系统还在计划活动未完成、关键和被忽视的情况下发出警报。系统执行的其他功能和动作包括跟踪环境条件（湿度、温度、位置（一）病人的详细资料，以及病人的日常生活家庭成员和医疗保健提供者的监护人Hossain [14]提出了一种智能家庭医疗保健系统，以满足老年人对持续护理的需求。患者的健康状况是通过使用多模态输入（语音和视频）在所提出的系统进行监测。通过摄像机和麦克风的传感器连续捕获患者的视频和讲话安装在家中，传输到专用云进行处理，并产生分类分数。医生根据分类评分的结果（正常、紧张或疼痛），通过音频或视频信息开处方和提供服务。Saiteja等人[15]提出了一种智能家居健康监测系统用于远程监测患者的糖尿病和血压。该系统有助于从家中分析患者的血压 和葡 萄糖 读 数， 如果 检 测到 异常 ， 则向 护理 人 员或 医疗 保健提 供者 发送 通 知， 并且 还 通过 获得 的 训练 结果 来 预测 患者 的高血压和糖尿病状态从 的 读数。 为模型 培训， 支持 向量机采用分类，以提供有效和高效的培训任务此外，该系统能够从家中向注册医生或诊所发送关于患者健康的警报和实时通知。Kashif等人[16]开发了一种基于信息和通信技术（ICT）的老年人智能家居系统，使用Android平台。开发该系统是为了提高老年人的生活质量，防止电力浪费，同时通过远程访问保存人体能量。该系统还根据老人的健康状况和生活需要控制环境参数，并在入侵和入侵住宅时触发警报。3. 动机和概念化通过辅助手段提供服务，使人们能够过上舒适和方便的生活。任何智能家居自动化系统的主要作用是帮助用户远程控制和监控设备。考虑到这一点，我们有动力开发一种系统，不仅可以控制和监控家庭，还可以支持用户改善健康的生活方式。智能家居自动化作为物联网的一个新兴领域，已应用于各个领域，例如：轻松和辅助日常生活，特别是为人类提供支持[17]，家用电器的远程控制[18，19]，房屋内移动的检测[20]，家庭能源管理[21]和安全[22]，以及为门诊患者，残疾人和老年人提供医疗保健服务[10，23，24]。然而，用于健康监测和家庭控制的系统的设计还有待于充分探索。考虑到这一点，我们来看一个场景，约翰刚刚出院，但他的医生仍然需要密切监测他的生理指标，并建议他在家卧床休息。为了让约翰享受在家的生活，他需要一些便利，比如躺在床上时打开电视，控制风扇或光，而在床上。我们决定帮助像约翰这样的人，提出了一个智能家庭医疗保健自动化系统。所提出的系统在一个模块中监测和记录生理参数，将记录的参数发送给医生，并控制家庭。第二个动机来自目前肆虐全球的大流行病。政府发布了社交距离，减少身体接触和呆在家里的命令，以控制病毒的传播。与检测呈阳性的人接触过，但没有表现出症状的人，也被建议自我隔离或自我隔离几天。感染者如有轻微病征，应接受隔离。自我隔离或检疫可以在家中观察，而受影响的人定期向医生发送观察到的任何疾病的体征或症状。为此，我们有动力扩大智能家居医疗系统的范围，以适应受COVID-19影响的症状的上传在各自舒适的家中可能存在用户可能需要改变其在房屋中的位置、增加或降低家庭温度以及可能影响所记录的生理参数的其他环境因素的一些情况。为了解决影响生理读数值的外部因素，我们建立在作者在参考文献中使用的发现方法的基础上。[25].该方法是基于超空间上下文（HAC）在普适环境中。下文讨论了为当前研究实施的HAC概念3.1. 超空间与上下文关联在智能家庭医疗保健中，HAC是一种正式的模型，用于定义空间中的多维上下文[25]（在我们的工作中，空间是指实体具有依赖关系的域。例如，在检查John的生命体征的空间中，John服用的时间、位置和药物具有可以影响他的生理生命体征的值的关系）。HAC有与操作相关的这些将在O. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）1004284==∈=]=[]=[下一小节使用智能家庭健康护理上下文类型。3.1.1. 智能家居-医疗保健环境类型智能家居中的医疗保健包括不同的元素，例如用户，用户的位置，他的活动，环境条件和其他相关参数。为了充分理解用户和他的活动之间的相关性，需要上下文。根据Refs。[26]上下文是任何可以用来描述实体的情况的信息。HAC的维度基于特定的上下文类型形成。由于普适环境的复杂性，维度的数量可能很大[3]。在我们的工作中，使用了适用尺寸的重要部分，如大多数上下文描述所示。用于描述用户情况的主要上下文是位置、时间、生理状况、活动以及大气和环境条件。3.1.2. 位置为了获得诸如血压的特定生理参数的准确值，患者的位置是重要的考虑因素。例如，不建议在站立时读取血压。位置影响收缩期或舒张期的测量值。因此，建议的姿势是坐直或舒适地躺下[27]。位置也可以添加到位置中，以有效记录值的范围。3.1.3. 时间时间会影响医生开药的结果和结论。时间描述活动发生和周围环境。有些药物或处方建议在早餐时服用，有些则在晚上服用。如果患者错过了服用特定剂量的正确时间，可能会引发一些健康状况，在对病人的健康状况下结论之前需要考虑的因素3.1.4. 环境条件天气和室内环境条件，例如绝对湿度和温度，在许多方面影响患者的生理状况。病人可能发高烧，但他的体温读数在冬季属于正常范围。同时，在炎热的环境中或在开着暖气的封闭房间中测量体温时，没有发高烧的病人可能会有很高的体温触发，因此，为了更好地了解病人的健康状况，必须考虑到大气条件。随后，我们现在提出了一些重要的定义，在这项研究中使用的术语，服务发现和上下文变化相对于HAC。3.2. 基本定义定义1. （n维HAC）：n维HAC是一个空间<其中Di表示作为上下文类型的每个维度。 尺寸 在 HAC 指 到 一个 翔实 标签 用于描述空间中的其他数据，以及为特定上下文设置的类型和值。例如时间、生理条件、地点和位置。维度的值可以是连续的或离散的，这取决于数据类型[25]。这项工作将考虑正常值范围在110/70 mH g和140/90mH g之间的血压，以及正常血糖水平值在70和100 mg/dl之间。定义2. （上下文点）：空间S中的对象γ的上下文点是Cγ ，其中BP表示血压;当BP值不在预期范围内时，可以将其放置为dposition=站立，dBP=异常>。<<定义3. （上下文范围）：上下文范围C是S中的子空间，C，其中DiDi.上下文范围限制尺寸的值集。它主要用于描述一种情况。例如 < DBPS110、111、140、DBPD70，71，100，90>，其中DBPS描述正常血液血 压 和 DBPD 描 述 血 压 读 数 的 正 常 舒 张 值 。 血 压 有 以 毫 米 汞 柱（mmHg）为单位测量的读数总是成对给出，首先是上限（收缩）值，然后是下限（舒张）值。定义4.（上下文变更）：患者的移动必须除了生理参数的监测和测量之外，还应考虑这些因素。关于患者健康状况的重要信息也可以通过监测行走模式来获得[ 28 ]。为了表示患者在家庭中关于健康影响因素的运动操作，需要改变上下文上下文改变是改变上下文点的操作。定义为× Δc= Δd1，Δd2，n，dn>，Δdi表示维数的新值，di如果d i不变，Δd i= ε。上述定义适用于我们的ShHes环境，用于检测可能影响测量的物理参数输出的因素。例如，如果家里的室内温度很高，可能会影响病人的体温。同样，如果患者在测量血压时处于站立位置，则测量的血压的相应值在收缩或舒张读数上可能较高。为了在我们的工作中进一步应用HAC上下文，在考虑这些因素的步骤上开发了一种算法（算法1），以便获得实际读数并由医生进行诊断。3.3. 拟议系统随着物联网的出现，远程健康监测，咨询和处方已经成为现实，而患者在家里。 物联网技术使医疗设备变得智能;例如传感器、执行器、微控制器和电路板，让医生不用去医院就能得到病人的数据并监督他们的健康状况。在病人方面，它大大有助于减轻压力，因为病人不需要浪费时间在医院排队，同样，他们可以通过物联网支持的健康监测系统发送和接收医生的信息。 而且病人的生理参数可以被测量并被传送到数据库，以供医生在全球经历的COVID-19时代，受感染患者和与受感染患者接触的人被建议根据感染程度进行自我隔离或隔离。本文提出了一种智能家居健康监测系统ShHes。在我们的工作中描述的拟议系统旨在执行双重控制家用电器以及监测和记录患者的生理数据（例如血压、体温、脉搏率、体重和血糖水平以及与特定病毒相关的其他症状）的功能。所测量的生理参数的值通过传感器无线地键入系统中，或者由护理人员手动地发送给医生。该制度的主要目的是协助门诊病人和接受指定隔离的病人在家中过舒适的生活，并减轻他们在看医生前经常到医院就诊残疾人和老年人也被考虑到我们的系统，因为该系统是为舒适的日常生活而设计的。在我们提出的系统中，家庭通过安装在智能手机上的开发的移动应用程序进行远程控制，用户还可以通过同一应用程序中的另一个模块与他的医生进行通信。医疗条件，如慢性高血压和糖尿病，被用作我们设计的重点。该制度考虑到家庭成员或照顾者的作用，O. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）1004285Fig. 1. 系统架构。负责在家帮助病人。因此，所提出的系统有三个主要用户：病人，医生和家庭护理人员。在该系统中，患者可以上传生理健康参数值，与医生聊天，留言和预约。3.4. 系统架构图1示出了所提出的系统设计的架构。该架构包括家用电器，智能手机，传感器，执行器，Wi-Fi模块和Arduino板，它作为微控制器。在该系统中，安装传感器用于测量室内温度或湿度水平，以及检测运动和烟雾。在我们的工作中，用户和家庭之间的通信是无线的。Arduino微控制器通过ESP8266无线模块从各种传感器、家用电器和生理设备收集数据，并通过互联网将其传输给用户。用户通过开发的Android移动应用程序向微控制器接收并发送命令，以进行必要的操作。3.4.1. 家庭控制场景为工作选择的受控区域是房屋中的一个房间。由应用程序控制的功能是温度，冷却系统和其他基本的家用电器，如电灯开关和电视。对于家庭的温度控制，用户通过开发的移动应用程序输入所需的温度，并保存在Arduino微控制器的存储单元中。温度测量使用DHT11湿度和温度传感器。Arduino连续读取温度并将其与用户输入的值进行比较;如果系统测量的值低于用户输入的期望值，则会发送通知系统自动打开加热器，使该区域变暖。如果测量值高于用户风扇被自动打开，并且通知也通过移动应用程序发送给用户。为了控制家中的其他电器，用户选择他想要在移动应用程序上控制的所需电器，并将信号发送到Arduino微控制器，以便对电器进行必要的操作。使用ESP8266 Wi-Fi模块，用户、设备和电器之间的通信是无线的。3.4.2. 家庭健康监测方案使用常规设备手动测量用户在家庭保健或家庭成员照顾者的协助下，病毒的测量参数和症状的值通过互联网发送给医生。这些值存储在为开发的系统创建的数据库中，医生通过开发的Web应用程序查看来自患者的参数和其他信息，例如消息，聊天和投诉。另一方面，可以通过使用身体传感器获得生理身体参数，并且微控制器无线接收这些值。如果所接收的测量参数不在如前所述的正常指定范围内，则我们的算法1用于使用HAC上下文类型来执行基本检查。微控制器将接收到的值发送到数据库，然后将这些值通过互联网传输给医生进行进一步诊断。医生通过移动应用程序与患者进行沟通，方法是拨打电话、留言或使用平台上的聊天框选项。物联网系统中涉及多个设备，因此需要网关，用作系统中的设备与通信模块之间的集成手段。家用电器连接到Arduino板，通过板上的继电器引脚进行控制。此外，从用于测量生理的智能传感器O. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）1004286[]=[]图二. 的主页.患者的参数被发送到数据库，并从那里通过互联网传输到医生以采取行动。医生还图三. 登录页面PD3代表温度装置，范围在36. 1 ℃，37。2摄氏度通过发送信息与患者进行通信互联网智能家庭保健系统的操作中涉及的步骤在算法1中陈述。该算法基于HAC定义工作，以执行必要的操作以获得准确的读数。如果读数不在预期范围内，则在后续读数中考虑HAC中的上下文变化、位置和其他因素。使用了以下术语• HA代表家用电器。• Nc代表网络连接• HC代表家庭控制• PD代表生理设备• PD1代表血压计，量程为DBPS=<110，111，1140，D BPD 70，71，1190>.PD 2代表血糖仪，范围在70至100 mg/dl之间算法1：基于HAC的智能家居医疗保健系统1：开始2：初始化HA3：评估HA4：如果HA=n（其中n=配置的家用电器的数量）6：否则，转到步骤37：如果Nc n=1;n∈NC8：启动HC9：否则，重复步骤410：当Nc&&HC=1时，继续动作直到达到所需状态11：接通PD112：记录测量的PD113：如果DBPS的PD1∈ { 110， 111，< $140}&&DBPD∈ { 70， 71，<$90}14：记录值15：否则，应用XΔC并重复步骤11至14第16章：结束第17章：打开PD2（接下页）··O. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）1004287（续）见图4。 电器控制。图五. 与医生沟通。注册：算法1：基于HAC的智能家庭健康护理系统18：记录测量的PD2的值19：如果PD2∈ {70， 71， 100}20：记录值21：否则1小时第22章：一个人23：记录测量的PD3的值24：如果PD 3 ∈ {36. 一，三十六。2，1997，37。（二）25：记录值26：否则，应用XΔC并重复步骤21至2327：将PD1、PD 2和PD 3的所有初始值和最终值发送给医生28：结束4. 结果和讨论如在架构中所呈现的，所提出的智能家庭医疗保健系统具有用户和医生两个方面。在用户方面，主要涉及两个方面：注册用户和负责在家监督和照顾病人的家庭成员。成功后，用户（患者）可以在系统上执行以下基本功能• 控制家用设备• 检查药物和处方• 在隔离• 与医生聊天或留言• 手动输入测量参数的生理值• 预约医生• 查看医疗数据。家庭成员在系统中的作用是在必要时帮助患者上传和检索信息，代表患者与医生通信，并且还使用应用程序进行家庭控制。在成功注册和登录后，医生可以通过聊天或消息与患者进行通信，查看来自患者的消息，开药，根据接收到的生理体征诊断任何疾病并提供其他医疗咨询。系统的硬件组件包括：传感器：系统中使用体温传感器、血压传感器、脉搏率传感器等，用于从O. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）1004288见图6。COVID-19页面。见图7。 COVID-19应对措施。患者身体传感器是用来缓解压力的手动输入。Arduino板：微控制器负责监督系统的功能。物联网设备连接到Arduino板，用于收集和传输系统内的数据，并连接到移动应用程序进行家庭控制。通过电路板中的数字引脚，家用电器的设置被中继并因此被控制。家用电器的功能高度依赖于电路板。网关：该系统中涉及多个物联网设备。 本最后，我们决定使用网关来统一设备之间的通信。网关充当家用电器、微控制器和互联网之间的中介。网关的主要作用是 统一各种设备的网络连接拟议的系统将通过移动应用程序和基于网络的应用程序使用。患者通过移动应用程序与家用电器和医生连接，以执行先前强调的功能。病人的生理参数被发送到借助于用于捕获值的身体传感器自动发送给医生，或者通过在移动应用平台上手动输入值来发送在前面通过HAC解释的服务发现的帮助下，显示家庭中服务的性能，可以发现变化并将结果反映在系统中。android studio集成开发环境用于设计和开发Android移动应用程序，用于控制家用电器，健康设备以及与家庭医生的通信。图2示出了所设计的移动应用的主页。用户可以通过在应用程序上注册来访问移动应用程序;成功注册后，可以访问登录（图3），然后根据提交的信息以患者或家庭成员的身份定向到所需页面。用户注册要控制的家用电器，并且可以选择添加更多的电器以供将来使用。在设备注册之后，显示可以控制的家用电器（图4）。该应用程序旨在允许手动输入数据的情况下，传感器刺激病人条件不可能。 为了自动捕获运行状况数据，O. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）1004289见图8。 的主页.见图9。 医生O. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）10042810见图10。 医生见图11。 家庭成员用户将在健康参数页面上单击要发送的参数。移动应用程序的健康界面允许用户执行聊天、留言或检查医生先前药物的处方等功能（图5）。此外，移动应用程序可以用于与医生进行有关COVID-19诊断，特别是当患者正在家中进行自我隔离或政府强制隔离时。定期监测和检查特定症状，并将读数范围发送给医生（图6）。在患者成功键入COVID-19O. Taiwo和A.E. 埃祖格武医学信息学解锁20（2020）10042811症状该应用程序旨在分析接收到的输入，并为患者采取的下一个行动提供响应。红色代码表示患者应立即前往最近的医院或COVID-19治疗机构报告，橙色代码表示患者表现出80%以上的COVID-19症状，应尽快进行筛查和进一步检测，黄色表示病人表现出非常轻微的病毒症状，因此应继续自我治疗。隔离和避免与人接触，而绿色则表示病人没有任何症状。根据图1和图2中接收到的输入，6和7显示了轻微的迹象和采取的必要行动，病人医生将根据在医生端接收到的参数进一步建议和开出必要的从医生的角度来看可以由管理员管理。用户和家庭成员必须向医生登记，以便将他们的数据存入类似于医院档案系统的数据库。医生和管理员是主要用户的Web应用程序。 它被设计用来监测病人的健康，提供服务，如咨询、处方、诊断、治疗或进一步指示所需的医疗测试的生理价值评估。该系统旨在让医生管理在平台上注册的尽可能多的患者。为了为用户创建门户，用户供应信息，如ID号、性别、血型、基因型和其他重要细节记录在系统上。 Web应用程序的界面如下图所示。图8示出了web应用的界面，其给出了应用是关于什么的概述。注册成功后，医生的登录页面如图所示。 9，而图。 10显示应用程序中的医生一个家庭成员照顾病人从家里也需要与医生登记，并有他们在数据库中的记录，因为他或她有代表病人与医生沟通的指定角色（图11）。 11）。总之，开发的混合智能医疗保健的主要目标是本文讨论的基于Android的移动Web应用程序框架服务于实现远程监控患者的广泛目的，这些疾病可能需要不断访问医院，即使这些疾病可以远程诊断和治疗被医生。拟议的移动应用程序同样提供了可以实时监测患者状况的功能，这可以帮助降低医院成本，最重要的是保护医院免受患者进一步暴露于高传染性疾病的影响，特别是在像COVID-19这样的大流行期间，大多数医院都在努力。与大量的病人。5. 结论和今后的方向物联网在智能家居自动化中的应用，带来了生活便利、家用电器远程访问、移动医疗保健和改善社会生活方式等方面的巨大改善，目前的系统是其与物联网设备的物理部署，使用真实场景的移动应用程序的测试阶段和改进反馈的文档。建议在经过严格的测试和评估后，拟议的系统可以部署在医院，供各单位使用。设计的移动和Web应用程序，一旦完全开发，可以插入到医院的现有Web域作为门户网站，并可以启动作为一个新的应用程序，为医院没有现有的域。还建议将生理数据采集设备等新功能纳入当前系统。作为未来的发展方向，我们计划将我们的应用程序从Android平台扩展到其他IOS平台，以获得广泛的适应性。有了本文提出的有效技术，相信这项研究可以扩展到物联网的其他领域，例如农业，用于监测牲畜，以及农民与兽医医生就农场牲畜疾病的诊断，处方和治疗进行咨询。此外，新系统可以扩展到制药行业。医生可以将处方发送给药剂师，以推荐剂量并可能向患者分发药物。最后，它将是感兴趣的进行评估的整体性能的建议系统使用不同的数学和统计评估工具。竞合利益作者声明，他们没有已知的可能影响本文所报告工作确认不适用因引用[1] 兹卡利Z“健康-E新闻”没有适当的照顾SA的老年人，“22八月2018 [在线]。可查阅https://health-e.org.za/2018/08/22/no-suitable-care-for-sas-elderly-population/。[2019年9月25日]。[2] MirzaMB，Hamid G. 智能健康监测系统：设计和建模概述。医学系统学杂志2013;37（9898）：1-14。[3] [10]杨文，李文.普适环境中上下文驱动的个性化服务发现。 World Wide Web2011;（14）：295-319. 2011年。[4] Aleksandar K，Natasa K，Saso K.电子健康监测系统。在：应用互联网和信息技术国际会议; 2016年。[5] Sparsh A，Chiew TL.使用手机和网络服务进行远程健康监测。远程医疗和电子健康杂志2010;16（5）：603-7。[6] ProsantaG，Tzonelih H. BSN-care：一个使用身体传感器网络的安全的基于物联网的现代医疗保健系统。IEEE传感器J 2016;16（5）：1368-76。[7] 杨伟，杨伟华，杨伟华.通过基于云的智能家居环境（CoSHE）提供家庭医疗保健。Future Generat Comput Syst 2018;81：为老年人服务 将家庭自动化与一百二十九比四十¸医疗保健系统有助于缓解压力，降低生活成本，并为医生和患者之间的远程通信提供空间。在这项工作中，我们提出了一个智能家庭医疗保健系统的病人，老人和残疾人。目前的工作主要集中在为那些需要定期到医院就诊的健康问题患者提供更方便的生活。新系统的开发是为了减少医院就诊次数和医院排队人数，并降低照顾病人的费用。该系统执行健康监测和基本家庭设备控制的双重角色;借此，用户可以享受社交生活，并且仍然可以管理和监测他们的健康，特别是在大流行时期。所提出的方法将通过降低传染病的传播率对生活质量产生重大影响。确诊并接受COVID-19等疾病治疗的患者将没有任何理由频繁走动，因此，生活质量得到保证，传播率降低。目前正在进行的[8] ErenD，Erdem K，Radosveta S，Burhan S. 智能家居助理环境辅助老年痴呆症患者的生活。在：关于物联网，M2M和医疗保健的国际研讨会。IMH 2017）;2017年。[9] BilalG，Khaled A-K.智能家居自动化系统为老年人和残疾人使用XBee的人 国际智能家居杂志2015;9（4）：203-10。[10] 张文，张文.基于2G-RFID的电子医疗系统。二月IEEE无线通信; 2010年。p. 37比43[11] Andrea M，Mario RP，Emanuele F，Sauro L，Filippo P，Sara C，Lorenzo S，Annalisa C，Luca R，Riccardo B，Loreto P，Gianni O，Gian MR. A smart sensingarchitecture fordomestic monitoring：Methodological approach and experimentalvalidation. MDPI传感器2018;18（7）：1[12] 放大图片作者：Michael S.基于智能家居的行为健康平台糖尿病患者的监测和改变。糖尿病科学与技术杂志2009;3（1）：141-8.[13] Muhammad F，Iram F，Sungyoung L，Young-Koo L.使用Android智能手机的智能家居日常生活活动跟踪应用程序。第14届先进通信技术国际会议。ICACT）;2012年。[14] Hossain SM.用于智能家居医疗保健的患者状态监