Σχεδίαση και Ανάπτυξη Εφαρμογής εντοπισμού θέσεως και συλλογής ιατρικών πληροφοριών για άτομα που χρειάζονται άμεση και εσπευσμένη ιατρική βοήθεια
Creators: name: Μαλιγάνης, Νικόλαος Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Τηλεμετρία
Βιοαισθητήρια
Απομακρυσμένος έλεγχος ασθενών
Αισθητήρια τεχνολογίας Μεμς
Σύστημα εντοπισμού θέσης
Ανάπτυξη υλικού εφαρμογής
Telemetry
Biosensons
Remote health care system
MEMS technology sensors
GPS systems
Hardware development

description: Σε περιπτώσεις ατόμων με ειδικές ανάγκες φροντίδας όπως ηλικιωμένοι και άτομα με πνευματικές ή σωματικές αναπηρίες, υπάρχει η πιθανότητα ατυχήματος κατά την απουσία του φροντιστή τους, χωρίς ο δεύτερος να το πληροφορηθεί εγκαίρως. Τέτοιου είδους περιστατικά προκύπτουν καθημερινά κυρίως σε ευπαθείς ομάδες του πληθυσμού που ταλαιπωρούνται από γεροντική άνοια, νευροεκφυλιστικές νόσους, επιληψία, απώλεια μνήμης, κ.α. και το ρόλο του φροντιστή κατά περίσταση αναλαμβάνουν ιατροί, νοσοκόμοι ή συγγενικά τους πρόσωπα. Σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης προέχει η άμεση ειδοποίηση του φροντιστή, η ενημέρωση του για τη γεωγραφική τοποθεσία του φροντιζόμενου και –κατά περίσταση- κάποιες βιοϊατρικές μετρήσεις περιγραφικές της κατάστασης στην οποία βρίσκεται ο φροντιζόμενος. Η τεχνολογική εφαρμογή που υλοποιήθηκε προσπαθεί με ένα στοχευμένο και επιστημονικό τρόπο να καλύψει όλους αυτούς τους στόχους, με γνώμονα το χαμηλό κόστος και την ελαχιστοποίηση της ανάγκης περαιτέρω παρέμβασης στην καθημερινότητα τόσο του φροντιστή όσο και του φροντιζόμενου.Σκοπός της προαναφερόμενης πρωτότυπης εφαρμογής ιατρικής τηλεμετρίας &amp; ειδοποίησης έκτακτης ανάγκης ήταν η κατασκευή κατάλληλου λογισμικού και υλικού, τα οποία φέρει στο σώμα του ο φροντιζόμενος για τη συλλογή και αποθήκευση τόσο του στίγματος της γεωγραφικής του θέσης, σύμφωνα με το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσεως (GPS), όσο και ιατρικών πληροφοριών που να χαρακτηρίζουν την κατάσταση της υγείας του. Βιο–αισθητήρια τοποθετήθηκαν με όσο το δυνατόν λιγότερο παρεμβατικό τρόπο στο σώμα του φροντιζόμενου ασθενή, με σκοπό να παρέχουν στη φορητή ηλεκτρονική συσκευή συλλογής, επεξεργασίας και αποθήκευσης δεδομένων, μέσω ασύρματης διασύνδεσης, τις απαιτούμενες βιοϊατρικές μετρήσεις για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την κατάσταση της υγείας του. Ως βασικός σκοπός του πρωτότυπου αυτού συστήματος, κρίθηκε η ειδοποίηση περί έκτακτης ανάγκης και η ενημέρωση του επιβλέποντα φροντιστή μέσω της κινητής συσκευής τηλεφώνου του (κινητή τηλεφωνία δεύτερης γενιάς (2G), Group Special Mobile - GSM). Η απεικόνιση της θέσης του έκτακτου περιστατικού πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια του λογισμικού Google Earth, ενός δημοφιλούς προγράμματος γραφικής απεικόνισης της Γης με τη χρήση έξυπνων ψηφιακών χαρτών. Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε λογισμικό και υλικό το οποίο συνδέεται με συγκεκριμένη διεπαφή υλικού του προσωπικού Η/Υ και το οποίο επικοινωνεί με το εν λόγω διαδραστικό λογισμικό για την απεικόνιση της τοποθεσίας του συμβάντος.Η υλοποίηση των μερών του υλικού (h/w) πραγματοποιήθηκε με τη χρήση μικροεπεξεργαστών (των εταιριών Microchip και Texas Instruments) με τη βοήθεια γλώσσας προγραμματισμού C καθώς επίσης και με τη χρήση ειδικής συσκευής εντοπισμού θέσεως (GPS Module της εταιρίας Locosys), ενώ ειδική συσκευή (GSM Module) χρησιμοποιήθηκε για την αποστολή των δεδομένων μέσω του κυψελοειδούς ψηφιακού συστήματος κινητής τηλεφωνίας δεύτερης γενιάς (2G). Για την υλοποίηση των αισθητήριων συσκευών χρησιμοποιήθηκαν αισθητήρια ολοκληρωμένα κυκλώματα υπολογισμού επιτάχυνσης, ικανά να αναγνωρίζουν απότομες μεταβολές στην κίνηση διάφορων μελών του σώματος, καθώς και αισθητήρια για τη μέτρηση της θερμοκρασίας σώματος. Η διεπαφή που σχεδιάστηκε για την επικοινωνία με το λογισμικό της γραφικής απεικόνισης υλοποιήθηκε με την γλώσσα προγραμματισμού C# και το περιβάλλον προγραμματισμού Visual Studio C# 2008 Express Edition της εταιρείας Microsoft (ΗΠΑ). Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι η συγκεκριμένη εφαρμογή σχεδιάστηκε όσον αφορά το υλικό με γνώμονα την ελαχιστοποίηση κατανάλωσης ισχύος (low power), μεγέθους και βάρους για λόγους φορητότητας (portability) με απώτερους σκοπούς (α) την ενεργειακή αυτονομία και (β) την ευκολία χρήσης. Αξίζει να σημειωθεί ότι η συλλογή των δεδομένων πραγματοποιείται με τη χρήση του διευρυμένου δικτύου κινητής τηλεφωνίας, το οποίο είναι ένα ευρέως αναπτυγμένο τηλεπικοινωνιακό δίκτυο σε όλες τις αναπτυγμένες χώρες του κόσμου (καθώς και σε αρκετές από τις αναπτυσσόμενες), με τη χρήση του οποίου είναι εξοικειωμένο το μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού για τη διεκπεραίωση απλών λειτουργιών επικοινωνιακής φύσης.
description: In scenarios where people need special care, such as providing for the elderly and the mentally or physically disabled, of particular concern are accidents that may take place during their carer’s absence. Such incidents occur on a daily basis within vulnerable groups of our society, such as people suffering from dementia, other neurodegenerative diseases, epilepsy, memory loss, etc. Depending on circumstances and medical condition specifics, the role of carer may be assumed by medical doctors, nurses, a relative, etc. In emergency situations it is often important to immediately alert the carer, while simultaneously pass along information pinpointing the patient’s geographical location as well as pertinent biomedical measurements describing their condition at the time of the incident. The medical telemetry alerting system described in this dissertation attempts to achieve all of these goals, while minimizing production cost and interference in the carer and patient’s daily routines.The main technological objectives were the development of an innovative, power-autonomous, wearable hardware device capable of acquiring, storing and wirelessly transmitting Geographical Positioning System (GPS) coordinates, acquired medical data and generating emergency alerts whenever the data exceeded preset thresholds. Various sensors were selected to obtain medical recordings in a minimally-invasive manner. They are worn by the patient at various parts of the body and wirelessly transmit their readings to the system’s main control unit. The main control unit itself is a lightweight wearable device, designed to process and store sensor data incoming through a wireless interface, compare it to preset thresholds for medical alert generation and –if necessary- transmit an alert to the carer using the built-in GSM telecommunication phone device (Group Special Mobile, second generation - 2G).Position monitoring of a patient in a medical emergency was implemented using Google Earth (Google Inc, USA), a free popular software application which interactively displays the surface of the planet in three dimensions using digital satellite maps. In order to remotely collect, store and process monitoring data and medical alerts, a non-wearable GSM receiver device was built and the necessary firmware developed for its operation. This remote GSM base station is connected to a personal computer running the carer’s software application, in order to display the exact time, coordinates and condition of the patient during the incident which triggered the medical alert generation.Most of the hardware devices were implemented using microcontrollers manufactured by Microchip Technology Inc.&amp; Texas Instruments Inc (both USA) and were programmed using the C programming language. Furthermore, a specialized GPS receiver made by Locosys Technology Inc (Taiwan) and a GSM device were integrated into the wearable main control unit for sending data over the GSM network.While the system can incorporate a wide variety of wirelessly connected sensors, for the purposes of validating and testing the system described in this dissertation, off-the-shelf integrated circuit sensors were integrated into the wearable sensing modules, specifically accelerometer and thermometer sensors. The graphical user interface (GUI) running on the carer’s personal computer was implemented using the C# programming language and the Visual Studio C# 2008 Express Edition software development environment (Microsoft Inc, USA).All hardware components of the implemented medical telemetry system were designed with power consumption, weight and volume minimization in mind, since the main usability objectives were (a) maximum power autonomy and (b) ease of use. It is worth noting that the implemented system exploits the existing mobile phone (GSM) network infrastructure, which is a well developed telecommunication resource in all developed countries (as well as widely available in most developing nations) and which most people are accustomed to using for their daily wireless communication needs.