李曉敏：基于OpenHarmony的HRV心理健康檢測系統(tǒng)開發(fā)分享

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李曉敏

根據(jù)2019年北大團隊在《柳葉刀》子刊發(fā)表的研究，超過9500萬中國人一生中得過抑郁癥，只有9.5%的抑郁癥患者接受過至少一種衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)的治療，而得到充分治療的患者僅0.5%。且目前大部分抑郁癥檢測都是通過填寫紙質(zhì)表，但是紙質(zhì)表容易受到被檢測者主觀影響，導(dǎo)致檢測誤差大、有效性低，且紙質(zhì)表檢測繁雜、效率低下。

為了使心理健康檢測更為方便、結(jié)果更加客觀有效。李曉敏團隊翻閱了大量文獻，同時找了相關(guān)的醫(yī)學(xué)專家進行咨詢，然后得知抑郁癥患者和普通人在HRV指標(biāo)上是有差異的（差異請查看下方注解），于是決定通過HRV檢測來輔助鑒定心理健康。

注解：HRV是指心率變異性，在生理條件下，HRV的產(chǎn)生主要是由心臟竇房結(jié)自律活動通過交感和迷走神經(jīng)、神經(jīng)中樞、壓力反射和呼吸活動等因素的調(diào)節(jié)作用，使得心臟每搏間期一般存在幾十毫秒的差異。

下面請跟隨小編的步伐一起了解這個團隊、項目、以及她們對OpenHarmony的學(xué)習(xí)分享。

介紹

李曉敏是華東師范大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系研究生，也是本次案例的項目負責(zé)人。這個項目的團隊成員由李曉敏、徐瓏珊、顧敏怡組成，她們分別負責(zé)設(shè)備端開發(fā)、云端與前端開發(fā)和測試等工作。

在項目確定后，她們開始構(gòu)思整個項目需要得到什么數(shù)據(jù)？用什么技術(shù)或者產(chǎn)品實現(xiàn)？比如她們首先需要得到受檢者的心電數(shù)據(jù)、然后根據(jù)心電數(shù)據(jù)計算出HRV參數(shù)、再與標(biāo)準(zhǔn)HRV參數(shù)進行對比、最后展示分析結(jié)果。

那么如何采集心電數(shù)據(jù)？如何計算HRV參數(shù)？計算后HRV的參數(shù)存儲在哪里？如何展示給用戶？這些都是她們需要進一步思考和解決的。

于是在老師的指導(dǎo)下，她們將項目分成了三個部分來實現(xiàn)，分別為：設(shè)備端、云端和前端。下面一起看一下項目的詳細介紹和使用方法。

項目介紹和使用方法

如下表所示，整個項目主要由設(shè)備端、云端和前端組成。

基于HRV的心理健康檢測分析系統(tǒng)使用方法如下：

設(shè)備端：這個分析系統(tǒng)主要通過圖1展示的心電采集模塊采集受檢人的心電數(shù)據(jù)，并在小熊派開發(fā)板計算出多種與情緒特征相關(guān)的HRV參數(shù)，然后通過小熊派上集成的Wi-Fi模塊將數(shù)據(jù)上傳到云端。

云端：將收到的HRV參數(shù)和正常的HRV參數(shù)進行對比后存入數(shù)據(jù)庫。

前端：最后用戶可以在圖2所示的前端H5頁面查看詳細參數(shù)和診斷結(jié)果。

圖2 設(shè)備端+前端展示效果圖

OpenHarmony學(xué)習(xí)與項目開發(fā)

OpenHarmony學(xué)習(xí)

李曉敏團隊深信“實踐出真知”。她們購買了一塊小熊派開發(fā)板，這塊開發(fā)板上搭載的是OpenHarmony操作系統(tǒng)，還配備了很完整的教學(xué)視頻以及開發(fā)資料。她們一邊學(xué)習(xí)教學(xué)視頻，一邊在開發(fā)板上實踐，經(jīng)過一個多月的學(xué)習(xí)時間，就可以用小熊派開發(fā)板實現(xiàn)多項任務(wù)指令以及任務(wù)間的通信等，為項目的成功落地提供了硬件基礎(chǔ)。

項目開發(fā)

整個項目從頭到尾主要分成三個階段。

第一階段是學(xué)習(xí)和調(diào)研階段。顧敏怡同學(xué)是心理學(xué)專業(yè)的，因此由她負責(zé)翻閱資料來確定HRV與抑郁癥之間的相關(guān)性，以及去醫(yī)院找治療抑郁癥的專家進行咨詢和學(xué)習(xí)。李曉敏和徐瓏珊兩位同學(xué)分別負責(zé)硬件和軟件的選型工作，例如采集心電數(shù)據(jù)需要選擇什么心電采集模塊、單片機的主控芯片用哪一款、服務(wù)器的選擇等等。

第二階段是項目開發(fā)工作。在做好調(diào)研、學(xué)習(xí)和選型等準(zhǔn)備工作之后就開始項目的具體開發(fā)工作了。李曉敏同學(xué)負責(zé)設(shè)備端開發(fā)工作，包括心電數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)采集過來后怎么處理、怎么計算HRV參數(shù)、設(shè)備端怎么和云端去建立連接等工作。徐瓏珊同學(xué)是計算機系的，主要負責(zé)云端和前端的開發(fā)工作，包括服務(wù)器的搭建、前后端通信等等。

第三階段是測試工作。顧敏怡同學(xué)幫忙聯(lián)系患有抑郁癥的同學(xué)，讓同學(xué)一邊填寫常規(guī)的紙質(zhì)自量表一邊用設(shè)備來測量，然后她們將這兩種測量方式的結(jié)果進行對比，來測試設(shè)備檢測的準(zhǔn)確性，然后去反向優(yōu)化她們的設(shè)備，以進一步提高設(shè)備檢測的準(zhǔn)確性。

團隊成果

通過整個團隊的努力，她們制作出實物Demo一套，這個作品也非常榮幸地獲得了“華為中國大學(xué)生ICT大賽2021” 創(chuàng)新賽全國總決賽一等獎和TECH4ALL特別獎。

結(jié)語

抑郁癥，一個聽著很遙遠但其實很可能真實存在于每個人的身邊的癥狀。或許我們平時并不能察覺到抑郁癥患者的異樣，但其實他們一直處于一個消沉難過的狀態(tài)，幫助他們的第一步，就是要發(fā)現(xiàn)他們。

期待李曉敏團隊的這個項目在將來能發(fā)揮出它的社會價值，能夠幫助我們發(fā)現(xiàn)更多潛在的抑郁癥患者，進而讓他們及時得到重視和相應(yīng)的治療。