郑州轻工业大学——脑卒中患者延续性护理辅助系统的开发分享

团队介绍

“守护者团队”是郑州轻工业大学梅科尔工作室的项目开发小分队，这个团队由八名本科学生组成，他们分别负责整个项目的软件开发、硬件系统、数据收集、算法分析和市场需求调研等不同工作。

01项目介绍

项目背景

近年来，脑卒中（又称：中风）是严重威胁人类健康的三大疾病之一，在我国每年死亡人数超过200万，平均年增长率超过8.7%，其中30%以上患者会再次发病。

并且脑卒中患者康复后还会留有很多后遗症，如走路不稳、存在失眠、抑郁等问题，这些后遗症严重影响了患者康复后的生活质量。
为了更好地了解脑卒中患者病情的恢复情况，我们团队决定研发这款对脑卒中患者延续性护理辅助系统，它可以为患者提供居家康复治疗的解决方案，也可以帮助医生和家属更好地了解患者病情变化，从而提前预警危险情况。

效果展示

脑卒中延续性护理辅助系统的使用方法:
首先依托踝足矫形器上的多种传感器接收患者步态数据。
然后通过踝足矫形器将数据上传到华为云IoT平台，借助华为云IoT平台的转发规则将数据传输到后端华为云服务器平台进行数据处理分析。
最后将处理和分析后的结果展示到“脑卒中延续性护理App”的手机端和手表端，来帮助医生和家属更好更快地了解病情变化，效果如图1和图2所示。

图1 手机端效果

手机端主要是给患者的家属以及医生使用，它可以设定康复计划、展示综合状态评估数据、提供运动与待办建议和记录个人信息，便于医生和家属更好、更快地获取患者的身体康复数据和危险警报。

图2 手表端效果

手表端主要是给患者佩戴使用，用于提供危险情况预警、康复计划提醒、病情变化反馈等功能。
电视大屏端方便患者跟着康复视频进行相应的康复动作训练。

02HarmonyOS学习和项目开发

HarmonyOS学习

我们是2021年7月开始学习HarmonyOS技术的，当时是统一由工作室的研究生学长带领我们从HarmonyOS的Ability开始学习的。在学习过程中，官网的文档是我们参考的主要资源，Gitee有成功的开源代码可供学习，论坛给HarmonyOS的开发者提供了一个提出问题和解决问题的平台。

项目开发

我们的项目主要牵涉到软件、硬件、算法三个部分（如下表所示）。

软件采用的是HarmonyOS进行开发和设计脑卒中延续性护理App，功能是用于展示患者病情。我们根据对患者的不同需求，开发了手机端、手表端和电视大屏端的App，并在HarmonyOS的CSS中进行不同端界面布局样式设计，使软件安装到不同设备上都可满足自适应功能使用，保证界面的整齐美观度。

同时，我们还采用HarmonyOS的分布式数据管理，来确保手机端和手表端数据的同步。分布式数据库同步的方式为自动同步，它能将我们储存在华为云ECS服务器的数据自动推送到手机和手表端，同时手机和手表端的数据也会同步到华为云ECS服务器上，同步的数据包括设备上线、应用程序更新等数据，在这个过程中应用不需要主动调用sync接口，这充分发挥了华为近场通信技术：低延时（端到端60ms）、高吞吐（600Mbps至1.2Gbps）、高可靠性（数据丢包率5%-1%）的优势。

硬件依托踝足矫形器设备，进行患者步态数据的收集，主要是通过在小熊派OpenHarmony系统上进行程序部署，完成足部压力数据、加速度数据、陀螺仪等步态数据的接收，通过Wi-Fi将数据传输到华为云IoT平台进行数据中转。
算法使用的是百度的飞桨+华为云的ModelArts深度学习框架，用于构建算法模型，功能是处理并分析患者的步态数据。

深度学习算法对步态数据的分析处理是项目开展过程中耗时最长、最难突破的部分，我们在查阅了大量国内外论文进行相关研究后，决定借助百度的飞浆和华为的ModelArts深度学习框架对我们项目的算法模型进行搭建，目前算法模型还在持续的优化中，作为本科生去做这方面的研究工作，我们内心充满成就感。

我们的项目在2021年“未来杯”HarmonyOS技术应用创新大赛中荣获冠军，得到专业人士的肯定，也给我们项目的持续更新和迭代增添了一份动力。

总结与展望

项目不断锻炼着我们学习和接受新技能的能力，通过项目规划、周计划的实施，使得我们的项目在摸爬滚打中逐渐充盈起来。
虽然目前项目仍未完全落地，我们还在持续优化App，跟随着HarmonyOS技术的发展一起成长，但我们未来仍会脚踏实地去落实我们的项目。
我们计划通过高校科研+医院测试，共同完成我们项目的研发和测试，同时我们还计划与科技公司合作，去更好地设计我们的产品，使设计的产品更有效地解决患者的切身问题。