基于用户协同过滤算法的智慧健康管理系统设计与实现.pdf

第 16 期2023 年 8 月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.16August,2023作者简介:朱奕臣(2002),男,河南焦作人,本科生;研究方向:Java 开发。基于用户协同过滤算法的智慧健康管理系统设计与实现朱奕臣,薛浩磊,王红洋,刘 博,蒋潇涵,郝承奇(河南科技大学 软件学院,河南 洛阳 471003)摘要:“看病难,就医难”成为当下民生的主要问题,其主要的原因在于医疗资源分布严重不平衡,问诊效率低下,无法满足民众日益增长的健康需求。文章提出了一种基于用户协同过滤算法的智慧医疗推荐系统。该系统基于协同过滤算法,根据用户搜索等行为习惯为用户提供精准的推送信息服务,满足用户的就医和健康信息需求,从而使用户拥有优质舒适的交互体验。关键词:智慧;健康管理;协同过滤;算法中图分类号:TP311 文献标志码:A0 引言 随着时代的进步和科技的发展,医疗事业得到了飞速的发展与进步。由于国内医疗资源分配严重不平衡,造成了用户看病难和问诊效率低下等问题。本文提出的智慧健康管理系统能够较好地改善以上问题。本系统作为人工智能与医学的结合体,可以及时、精准推送与用户相关的医疗信息和服务,同时也会为用户提供有关医护知识方面的帮助,从而满足用户的不同需求。1 智慧健康管理系统设计概述1.1 系统介绍 本文介绍的智慧健康管理系统,通过微信小程序的方式采集用户需求,及时提供精准的就医信息。用户通过小程序可以了解最新医疗资讯以及查询医生、药品、医院等相关信息。本系统使医疗管理智能化、信息化,对提高用户生活的医疗需求起到了巨大的帮助。本系统主要分为 3 大部分,分别是小程序客户端、后台服务端以及数据库端。1.2 系统结构介绍 该系统的结构如图 1 所示。图 1 智慧健康管理系统结构1.3 数据库设计 数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的大量数据的集合,还具有占用内存小、移植性强、操作简单等优点1。本系统通过数据库对各类信息进行整理汇集可以帮助开发者 去分析数据。本系统所使用的数据库由 medicine、doctors 等 8个表组成,其中药品信息库(medicine)和医生信息库(doctors)详细设计如表 12 所示。43第 16 期2023 年 8 月无线互联科技智能控制No.16August,2023表 1 药品信息库字段名称数据类型说明Mid整型药品索引Mname文本药品名称Mprice整型药品价格Mdes文本药品描述Mimg文本图片链接Mtype文本药品类别表 2 医生信息库字段名称数据类型说明id整型医生索引Depid整型科室索引Hosid整型医院索引Name文本医生名称image文本图片链接Price整型预约价格Des文本医生描述2 主要功能设计2.1 用户管理模块设计 系统用户分为管理员和普通用户,管理员登录时无需验证,而普通用户登录需验证账户是否存在,若不存在,则需要注册账户。管理员与普通用户权限不同,管理员登录系统后,可在系统服务器端修改系统信息,普通用户仅能对已有的信息进行浏览和选择。2.2 管理员管理模块 管理员管理模块主要用于管理员对系统信息的管理,其主要功能包含医院信息管理、医生信息管理、药品信息管理和用户信息管理。2.3 地图导航模块 通过调用腾讯地图 WebService API 提供的一系列服务接口,使用 getApiKey、coord2label、ipLocation等方法实现腾讯地图服务接入来实现定位功能2。关键代码如下:Wxml:2.4 名医推荐模块 名医推荐模块主要用于为用户提供医生信息,其主要依据科室种类进行分类,方便用户依据不同问题寻找医生解决。其主要功能有预约医生、医生信息查询等。2.5 医疗资讯模块 医疗资讯模块主要为用户提供日常生活中常见问题的解决方法。其主要内容包括流感预防、健康百科以及肠胃保护等。2.6 个人中心模块 个人中心模块主要用于存储用户信息,其中包括用户的登录信息、浏览记录、购物车清单和收藏列表。用户还可以提交关于小程序的意见反馈。3 关键技术设计3.1 模糊查询 模糊查询是目前计算机查找信息用得最多的一种搜索工具,其主要用于与“数据”相关的栏目。用户通过模糊查询可快速查找到想要的信息,通常是用关键字模糊查找。所谓关键字就是登记信息中所包含的字符,如:查询医生名称“吴柳榕”,关键字可为“吴”“柳”“榕”。再如:查询药品名称“短肽型肠内营养剂”,关键字可为“短肽型”“肠内”“营养剂”等。所谓“模糊查询”,就是利用部分参数查找到相关数据的方式。比如按姓名查询,仅指定姓名的某个部分,如姓或名字中的某个字或它们的组合,都可以找出与之相关的数据。主要用来在已知信息少的情况下尽可能地找出所需要的数据。在编程中主要用到:变量、宏替换运算(函数)&、包涵运算$3。3.2 协同过滤算法 协同过滤是推荐系统中最经典和最常用的算法,其核心思想是:用户不断地和网站互动,利用用户的历史行为数据,使用户的推荐列表能够不断过滤掉其不感兴趣的物品,从而越来越满足用户需求。本系统主要采用的是基于用户的协同过滤。基于用户的协同过滤的基本思想是两个相似的用户可能对同样的东西感兴趣。首先找到和目标用户相似的最近邻居,然后根据最近邻居的行为来预测目标用户的行为,从而为目标用户推荐更加符合其兴趣的项目4。在此以 3 个用户(编号 1、编号 2、编号 3)为例,编号 1 对于 A、B 两个事物感兴趣,编号 2 对 A、C 两个事物感兴趣,编号 3 对 B、D 两个事物感兴趣,且编号 1 和编号 2 存在相同的兴趣 A,那么我们可以认为编号 1 和编号 2 存在相同的兴趣且兴趣相似度较高,可以将事物 C 推荐给编号 1(编号 1 和编号 3 的关系同理)。相同地,如果所收集到的兴趣事物越多,重合度越高,则推荐会更加精准5。代码实现如图 2所示。图 2 算法代码实现过程3.2.1 实现过程 (1)找到与用户有着相似度的用户集合。53第 16 期2023 年 8 月无线互联科技智能控制No.16August,2023(2)挑选出这两个集合之间的不同点。(3)进行评分预测。笔者在这里是采用了杰卡德系数来计算相似度。杰卡德相似度是比较有限集合相似性的有效指标之一。两个集合 M 和 N 的杰卡德相似度定义为 M 与 N的交集元素在 M 与 N 的并集中所占的比例6。定义如下:Jaccrad(M,N)=|M N|M N|(1)3.2.2 评测指标 以本文所用算法来分析,衡量一个算法的准确度,通常是由准确率和召回率来度量,如图 3 所示。图 3 推荐算法流程由于笔者在设计时为用户提供的不是单一的信息,此时需要考虑实验中存在的误差。因此,笔者在这里选取准确率和召回率的加权平均值作为评判此次实验的标准。3.3 系统交互设计 在交互设计方面,登录页布局简洁,方便用户直接登录。页面内容浅显易懂。独立图标能方便用户快速寻找相关信息。4 结语 健康与人民的生活息息相关。微信小程序能够 给各个行业带来颠覆式的改变,大大提高了人们工作、生活的便利和便捷,也使得人们对生活体验有了更高的要求。更快捷地获取相关信息以及提高就医的便利性等需求与医疗资源分布不均的矛盾是当前社会的主要问题之一。本文论述的基于用户协同过滤算法的智慧健康管理系统,不仅可以帮助患者精准、及时地获取所需信息,还可以缓解医患关系,减轻医院就诊压力,大大地满足了人们不断增长的健康需求。参考文献1张黎平,王文革,蔡莉.基于微信的脑血管疾病信息平台的设计与实现J.电脑知识与技术,2022(33):48-50,57.2张馨中,秦立静,蔡文乐,等.基于微信小程序的快递取寄系统设计与实现J.电脑知识与技术,2022(33):51-54.3闵亚能,秦银华.浅谈模糊查询J.情报资料工作,1988(5):38.4吴经纬.协同过滤算法的研究J.电脑知识与技术,2019(3):20-21.5刘杰.面向医疗健康的个性化推荐算法研究D.合肥:合肥工业大学,2019.6周朝阳.杰卡德相似度在图书推荐中的应用研究J.情报探索,2017(7):43-46.(编辑 李春燕)Design and implementation of intelligent health management system based on user collaborative filtering algorithmZhu Yichen Xue Haolei Wang Hongyang Liu Bo Jiang Xiaohan Hao Chengqi School of Software Henan University of Science and Technology Luoyang 471003 China Abstract Difficult to see a doctor difficult to seek medical treatment has become the main problem of people s livelihood at present the main reason is that the distribution of medical resources is seriously unbalanced the efficiency of consultation is low and it is impossible to meet the growing health needs of the people.This paper proposes a smart medical recommendation system based on user collaborative filtering algorithm which provides accurate push information services according to user search and other behavioral habits to meet users medical and health information needs so that users can have a high-quality and comfortable interactive experience.Key words intelligent health management collaborative filtering algorithm63