基于未來5G目前4G物聯網的AI+家庭醫護產品的設計目的在于合理整合醫療資源、個性化服務多種群體、減輕社會公共醫療保障體系的壓力。

我們都知道第五代移動通信技術（5G）正在闊步前行，它將以全新的網絡架構，提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒級的傳輸時延和千億級的連接能力，開啟萬物廣泛互聯、人機深度交互的新時代。

5G技術的應用，將打破空間的局限，在醫療及智慧家居醫療等多個生活場景優化人們的生活。其中移動醫療設備的數據互聯——支持實時傳輸大量人體健康數據，協助醫療機構對非住院穿戴者實現不間斷身體監測。同時，也可通過醫療平臺，對醫院所有設備，如醫療監護儀，便攜式監護儀等進行數據的統一傳輸。

1. 遠程手術示教——通過對手術畫面和醫療畫面等進行遠程直播，結合AR，幫助基層醫生實現手術環節的異地實習。
2. 超級救護車——對超高清視頻和智能醫療設備數據的傳輸，協助在院醫生提前掌握車上病人的病情。
3. 高階遠程會診——通過傳輸的高清視頻與力量感知與反饋設備結合，為醫生提供更真實的病況，為病人提供高階會診。
4. 遠程遙控手術——醫生通過5G網絡傳輸的實時信息，結合VR和觸覺感知系統，遠程操作機器人，實現遠程手術。

5G網絡下，診斷和治療將突破地域的限制，健康管理和初步診斷將居家化，醫生與患者實現更高效的分配和對接，傳統醫院向健康管理中心轉型。

本文筆者主要撰寫通過用戶居家佩戴的智能設備，對其生命體征和所處環境信息進行實時監控，以無線傳輸方式將監測數據傳送至服務器并對其進行實時處理和反饋，同時用戶、家人及醫護人員也可以通過手機 APP實時掌握用戶本人的體征和環境狀態情況，減少用戶（老人、兒童及特殊人群）疾病的突發率，便于預防和及時治療。

一、硬件部分設計

硬件系統采 用 Arduino Mega2560[Mega2560是采用USB接口的核心電路板，具有54路數字輸入輸出，適合需要大量IO接口的設計?？赏ㄟ^3種方式供電，而且能自動選擇供電方式。

和Arduino Uno（Arduino Uno開發板——以ATmega328 MCU控制器為基礎——具備14路數字輸入/輸出引腳（其中6路可用于PWM輸出）、6路模擬輸入、一個16MHz陶瓷諧振器、一個USB接口、一個電源插座、一個ICSP接頭和一個復位按鈕。它采用Atmega16U2芯片進行USB到串行數據的轉換。）作為核心控制器，多種傳感器協同工作，實時監測用戶生命體征數據。

其中通過 MDL0019 腕帶心率測量模塊，配合 Pulse Sensor 脈搏傳感器佩戴至指尖、耳垂等多個部位監測脈搏數據能夠提高精準性，減少誤差；GSR 皮膚電流傳感器監測用戶的情緒波動；MLX90615 紅外體溫傳感器監測體表溫度；AD8232 單導心電模塊監測患者的心電數據并生成心電圖。同時，利用 ESP8266Wi? 模塊把數據傳輸至服務器，進行智能化分析。

另外，考慮到某些病患和特殊用戶的身體狀況受環境條件影響較大，系統還加入了環境監測模塊。利用 PM2.5 粉塵傳感器、GY-68 BMP180 BOSCH 溫度氣壓模塊、光敏傳感器構成外界環境檢測系統。

同時，該系統還具備急救功能，如實時監測到外界環境或用戶體征數據異常時，服務端會向用戶家屬和醫護人員發出急救警報，從而及時為患者提供醫護幫助。

整體硬件系統組成如下圖：

二、服務端部分設計

物聯網轉發服務器和核心分析服務器：

1. 基 于Tomcat 和 Django 框 架、MySQL 數據庫和 SQList 搭建物聯云轉發服務器；
2. 采用 Vert.x 框架，Vert.x 框架基于事件和異步，依托于全異步 Java 服務器 Netty，并擴展了很多其他特性，輕量、高性能、支持多語言開發；
3. 數據傳輸采用 AES 加密，Base64編碼簡單、可并行計算、誤差不傳遞；不容易主動攻擊（誤差傳遞）、適合長報文，是SSL、IPSec 標準；分組轉變為流模式，可加密小于分組數據。

三、移動端APP產品框架設計

1. 采用 RxAndroid 架構與傳 統 的Android 框架相比 RxAndroid 可以方便實現返回 AndroidUI 的主線程對象；
2. 運用獨立設計圖表控件 ——FlaskChart 可實現折線圖、曲線圖、條形圖的繪制，可更改線條顏色，可對繪制的圖表進行拉伸，也可以進行多個圖表聯合展示。

四、手機APP端功能設計

1. 查看用戶實時體征數據和外界環境數據；
2. 通過網絡實時查看用戶心電圖、歷史數據，為用戶提供病情分析，記錄用戶用藥詳情，添加用藥提醒功能，并通過分析歷史數據，為病人提供專屬醫護建議；
3. 監測數據發生異常，APP 自動向醫護人員和患者家屬報警。

手機 APP 端主頁需求演示DEMO如下圖：

五 、數據可視化管理后臺設計

為保證用戶監控數據的穩定性，在高性能物聯云轉發服務器的基礎上增加了 MySQL 數據庫，方便對監測數據的管理和存儲，并且使用bootstrap 框架結合 ECharts 可視化框架搭建了Web 端可視化管理系統。

通過可視化展示，可以更直觀的展示病患的各項數據，方便醫護人員和患者家屬對病人的病情進行管理。

Web 可視化管理系統后臺如下演示圖：

六、病情預測預防數據模型算法設計

產品逐步采用多種機器學習預測分類算法，通過數學模型分析監測數據與門急診需求之間存在的相互影響。在方法的選擇上我們考慮了包括決策樹、logistic回歸、Adaboost等多種算法,通過比較測試數據的實際結果和模型預測結果，評估分類器的預測準確度。

方法步驟圖如下：

七、產品好用性設計

基于未來5G目前4G物聯網的AI+家庭醫護產品的設計目的在于合理整合醫療資源、個性化服務多種群體、減輕社會公共醫療保障體系的壓力。

主要考慮以下幾方面：

1. 基于產品個性化設計角度分析產品可用性、易用性；例如老年人操作IoT設備的便捷性設計。
2. 基于交互設計角度分析用戶需求及體驗感受；因產品本身牽涉多端因此需要考慮多端設備易用且交互友好。
3. 基于系統設計角度提出構建云計算平臺的智能就醫體系，使產品、人、系統三者相輔相成，且易于操作，兼容性、擴展性、實際應用性較強。

實現以上產品設計對于互聯網上的大部分產品經理來說可能不難，難的是通過從0到1看到產品設計之后?？偨Y出對其中物聯網和智能硬件設備采集數據，如何使硬件性能穩定成本更低。挖掘出更體貼用戶的新功能?？偨Y出對數據挖掘，做出提早預測病人發病并做到預防治療的更有效的算法模型?？偨Y出通過AI助力家庭醫療產品，到AI助力大健康，到AI賦能更多行業的力量。

據社科統計：現時中國老齡化逐年增長速度為 3.4%，到 2020 年，中國老年人口將達到 2.48 億，老齡化水平將達到 17.17%，空巢老人的數量在不斷增加；另一方面由于對兒童缺乏有效看護，導致的安全問題也日益受到廣泛關注。這就是剛需，期待更多的產品投入戰斗。

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#專欄作家#

連詩路，公眾號：LineLian。人人都是產品經理專欄作家，《產品進化論：AI+時代產品經理的思維方法》一書作者，前阿里產品專家，希望與創業者多多交流。

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