ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΣΤΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΓΡΕΒΕΝΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΣΤΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΓΡΕΒΕΝΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΤΕΧΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΑΠΟΜΑΚΡΥΣΜΕΝΗΣ ΕΠΟΠΤΕΙΑΣ ΑΣΘΕΝΩΝ ΕΚΠΟΝΗΣΗ: ΝΑΤΣΗ ΒΑΣΙΛΕΙΑ (Α.Μ. 1064) ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΚΟΝΤΟΓΙΑΝΝΗΣ ΣΩΤΗΡΗΣ ΓΡΕΒΕΝΑ, ΜΑΙΟΣ 2015 1

ARDUBERRY 2

Ευχαριστίες Η πτυχιακή εργασία αποτελεί την ολοκλήρωση της πρώτης ακαδημαϊκής πορείας του φοιτητή. Ορμώμενη από αυτό το γεγονός θα ήθελα να ευχαριστήσω πάρα πολύ τον καθηγητή μου ο οποίος με στήριξε σε όλη τη πορεία της εκπόνησης της και ανέχτηκε τα όποια λάθη μου ενώ παράλληλα με στωικότητα με καθοδηγούσε. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω την μητέρα μου, τον αδελφό μου, καθως και όλους τους φίλους μου που μου στάθηκαν όλα αυτά τα χρόνια και δεν εγκατέλειψαν τη πίστη τους σε μένα. 3

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Οι φορητές συσκευές τύπου Προσωπικού Ψηφιακού Βοηθού (Personal Digital Assistant - PDA) αποτελούν σήμερα ένα ισχυρό μέσο διαχείρισης της ιατρικής πληροφορίας, εμπλουτισμού της ιατρικής γνώσης και υποστήριξης της ιατρικής πράξης. Τη στιγμή που η ιατρική πληροφορία αυξάνεται με γεωμετρική πρόοδο η δυνατότητα ενημέρωσης του επιστήμονα υγείας στις νέες εξελίξεις της, υποστηρίζεται από μια ποικιλία ειδικών προγραμμάτων, ικανών να διαχειριστούν από τις παραπάνω συσκευές. Τα προγράμματα αυτά καλύπτουν δυναμικά το επιστημονικό έργο, εκπαίδευση, έρευνα και συνεχιζόμενη κατάρτιση. Σε αυτή τη πτυχιακή θα εξετάσουμε τη χρήση των PDAs μέσα στα νοσοκομεία από το νοσηλευτικό και ιατρικό προσωπικό. Θα δοκιμάσουμε την χρήση τους σε κάθε τομέα λήψης πληροφοριών και στο τέλος θα είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε αν αυτό το σύστημα αποδίδει καλύτερα από το πατροπαράδοτο. Λέξεις κλειδιά: PDA Ψηφιακή χρήση Πλακέτα Αισθητήρες Ιστορικό ασθενούς 4

ABSTRACT Today, Personal Digital Assistants have become a powerful mean of management of medical information, enrichment of medical knowledge and support of medical practice. With the rapid growth in medical knowledge, the physician s ability to keep up to date is supported by a variety of medical applications, suitable for PDAs. These applications may cover the medical practice, training, research and continuing medical education. In this thesis we will examine the use of PDAs in hospitals by nursing and medical staff. We will try to use in each sector receive information and at the end we will be able to know if this system performs better than the traditional. Key words: PDA Digital use Plaque Sensors Patient history 5

Περιεχόμενα Κεφάλαιο 1. Το Raspberry... 10 1.1 Πως γεννήθηκε και πόσο κοστίζει... 10 1.1.1 Είδη πλακέτας Raspberry Pi... 12 1.2 RASPBERRY PI ARDUINO SHIELDS ΣΎΝΔΕΣΗ BRIDGE... 17 1.3 Πλατφόρμα αισθητήρα e-health V2.0 για Arduino και Raspberry Pi [Βιομετρικά / Ιατρικές εφαρμογές]... 18 1.4 Μια επιπλέον πλακέτα η ARDUBERRY που συνδέει την RASBERRY με ARDUINO... 23 Κεφάλαιο 2. Η ανάλυση των 9 αισθητήρων... 25 2.1 Ο 1 ος αισθητήρας: μετρητής σακχάρου στο αίμα του ασθενούς... 25 2.2 2 ος αισθητήρας: μέτρηση παλμών και ένδειξη οξυγόνου στο αίμα... 28 2.3 3 ος αισθητήρας: πιεσόμετρο... 31 2.4 4 ος αισθητήρας: γαλβανική αντίδραση του δέρματος... 34 2.5 5 ος αισθητήρας: μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος... 37 2.6: 6 ος αισθητήρας : Αισθητήρας θέσης σώματος... 39 2.7 7 ος αισθητήρας: μέτρηση αναπνοής... 41 2.8 8 ος αισθητήρας: ηλεκτροκαρδιογράφημα... 44 2.9 9 ος αισθητήρας: ηλεκτρομυογράφημα... 50 2.10 Η κάμερα... 52 2.11 Η οθόνη του pda... 54 Σύνοψη κεφαλαίου... 58 Κεφάλαιο 3. Η συνδεσιμότητα στο PDA... 59 3.1 Bluetooth... 59 3.2 Antenna... 60 3.3 Σύνδεση Wi-Fi module... 61 3.4 Η αποστολή των δεδομένων στο Cloud... 68 Συμπεράσματα... 69 6

Βιβλιογραφία... 66 Παράρτημα... 72 7

Εισαγωγή Σκοπός αυτής της εργασίας είναι να παρουσιάσει τον τρόπο λειτουργίας ενός προσωπικού ψηφιακού βοηθού χειρός (PDA) στο χώρο του νοσοκομείου. Η δομή της πτυχιακής είναι: Η εισαγωγή Κεφάλαιο πρώτο: το εν λόγω κεφάλαιο αναφέρεται στις πλακέτες και παρουσιάζονται όλες οι πληροφορίες σχετικά με τη συνδεσμολογία. Κεφάλαιο δεύτερο: παρουσιάζονται οι εννέα αισθητήρες, η οθόνη του υπολογιστή χειρός και η κάμερα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Κεφάλαιο τέταρτο: αναφέρεται κάθε είδους σύνδεσης που θα χρησιμοποιηθεί. Τέλος ακολουθεί ο επίλογος, η βιβλιογραφία και το παράρτημα. Μέσα από αυτή τη μελέτη θα είμαστε σε θέση να εξετάσουμε τα οφέλη μιας τέτοιας πρακτικής ώστε να μπορούμε να ανανεώνουμε το ιστορικό του ασθενούς αυτόματα τη στιγμή της εξέτασης μέσω του προσωπικού ψηφιακού βοηθού χειρός. Αντιλαμβανόμαστε πως αν κάτι τέτοιο συμβεί στα ελληνικά νοσοκομεία, τα υπέρ είναι πολλά καθώς σώζεται πολύτιμος χρόνος από το νοσηλευτικό προσωπικό και οι γιατροί είναι ενημερωμένοι με το πάτημα ενός κουμπιού για τα όσα συμβαίνουν στους ασθενείς οποιαδήποτε στιγμή. Επίσης, αλλάζουν πολλά δεδομένα γύρω από το τρόπο εκπαίδευσης καθώς θα πρέπει γιατροί και νοσηλευτές να εκπαιδευτούν κατάλληλα γύρω από τη λειτουργία αυτής της συσκευής, για τις δυνατότητες της και για το τρόπο χρήσης τους. Σήμερα τα PDA τα συναντάμε σχεδόν παντού. Είναι ευρέως διαδεδομένα σε χώρους εστίασης και αναψυκτήρια αλλά και σε εταιρείες και πολυεθνικές. Στο εξωτερικό είναι ενταγμένα και στις βιβλιοθήκες αλλά και στη διοίκηση των νοσοκομείων. Η τεχνολογία είναι ένας τομέας όπου δε σταματά να εξελίσσεται και η χρήση υπολογιστών χειρός είναι πλέον μια καθημερινότητα και αναγκαιότητα. Όσο πιο 8

μικρή είναι μια συσκευή τόσο πιο εύχρηστη γίνεται για τα χέρια από τους χρήστες. Η εισαγωγή των tablets & των PDA στην εργασία είναι μια λύση που εξοικονομεί χρόνο, σώζει άμεσα πολύτιμα δεδομένα και καθιστά την επεξεργασία τους εύκολη. Φυσικά, όταν εισάγουμε μια τέτοια συσκευή σε εργασιακό χώρο δεν έχει ο οποιοσδήποτε πρόσβαση. Για να μπορέσει να κάνει κάποιος χρήση μια τέτοια συσκευή θα πρέπει να έχει λόγο και σίγουρα κωδικό πρόσβασης. Ο κωδικός εξασφαλίζει το γεγονός ότι η χρήση γίνεται από κάποιον που έχει άμεση σχέση με τις πληροφορίες που θέλει να επεξεργαστεί. 9

Κεφάλαιο 1. Το Raspberry 1.1 Πως γεννήθηκε και πόσο κοστίζει Εικόνα 1.1: Raspberry Οι πρώτοι που συνέλαβαν την ιδέα της δημιουργίας αυτής της πλακέτας της εικόνας 2.1 ήταν οι Eben Upton και συνεργάτες από το Πανεπιστήμιο του Εργαστηρίου Υπολογιστών του Cambridge, συμπεριλαμβανομένων των Rob Mullins, Jack Lang και ο Alan Mycroft. Η αιτία που οδηγήθηκαν στην δημιουργία της πλακέτας και κατ επέκταση και του Pi Foundation Raspberry ήταν η μείωση του αριθμού των φοιτητών που εισάγονταν στη σχολή. Οι συγκεκριμένοι φοιτητές και ιδρυτές του Pi Foundation Raspberry σύγκριναν τη κατάσταση που επικρατούσε τότε, το 2006, με το πώς αντιμετώπιζαν τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές τη δεκαετία του 90 και αντιλήφθηκαν ότι η αντίληψη των νέων άλλαξε και συνεχώς αλλάζει. Μόλις οι νέες καταστάσεις και απαιτήσεις αξιολογήθηκαν, αντιλήφθηκαν ποιο προϊόν έλειπε από την αγορά και έβαλαν σκοπό για τη δημιουργία του όπου θα ήταν σε προσιτή τιμή ώστε να μπορεί να έχει πρόσβαση σε αυτό ο ενδιαφερόμενος. 10

Σήμερα το Pi Raspberry κοστίζει 32 ευρώ μόλις και το πρώτο που κατασκευάστηκε είχε το μέγεθος μιας πιστωτικής κάρτας. Η λειτουργία του μπορούσε να συνδυαστεί μέσω της σύνδεσης του με μια τηλεόραση ή με μια οθόνη αφής. Τεχνικά Χαρακτηριστικά: System-on-a-chip (SoC): Broadcom BCM2835 (CPU + GPU + SDRAM) CPU: 700 MHz GPU: Broadcom VideoCore IV, OpenGL ES 2.0, OpenVG 1080p30 Memory (SDRAM): 512 MiB Θύρες USB 2 Εξόδους βίντεο:composite video Composite RCA, HDMI (όχι ταυτόχρονα) Εξόδους ήχου: TRS connector 3,5 mm jack, HDMI Είσοδοι ήχου: κανένας, αλλά ένα μικρόφωνο USB ή της κάρτας ήχου θα μπορούσε να προστεθεί Onboard αποθήκευσης: Secure Digital κάρτας SD / MMC / SDIO slot Onboard Δίκτυο: 10/100 ενσύρματο Ethernet RJ45 Input / Output (GPIO) Serial Peripheral Interface Bus (SPI), I ² C, I ² S, UART Αξιολογήσεις Ισχύς 3.5 Watt Πηγή ισχύος: 5V μέσω Micro USB ή GPIO Μέγεθος: 85,60 χιλιοστά x 53,98 χιλιοστά Βάρος: 40g Πίνακας 1.1: Κόστος πλακέτας Raspberry Pi Raspberry Pi 32 http://grobotronics.com/raspirobot-board.html 11

1.1.1 Είδη πλακέτας Raspberry Pi 1) Type A Το μοντέλο είναι παραλλαγή της Raspberry Pi, με μνήμη 256 MB με μία θύρα USB. Το μοντέλο είναι ελαφρύτερο και καταναλώνει λιγότερη ενέργεια από ένα μοντέλο Β. Λειτουργεί με Linux.Αυτό το μοντέλο σε συνδυασμό με wifi είναι ιδανικό για τους χρήστες που θέλουν απλά ένα media center. Type A 2) Type Α+ Αυτό το Raspberry Pi μοντέλο είναι ένα εξαιρετικά χαμηλού κόστους, έχει μικρό εμβαδόν και αποτελεί βάση για χρήση σε υπολογιστή. Αναπτύχθηκε από το Raspberry Pi Foundation στο Ηνωμένο βασίλειο. Το Raspberry Pi αποσκοπεί να θέσει ξανά τη διασκέδαση σε υπολογιστικά συστήματα μάθησης με την προώθηση της μελέτης της επιστήμης υπολογιστών και εκμάθηση σε σχολικό επίπεδο. Το μοντέλο ενός Raspberry Pi Α+ είναι η γυμνή εκδοχή του μοντέλου Β Raspberry Pi, με το Ethernet, μία θύρα USB και μνήμη 256 MB RAM. Τεχνικές προδιαγραφές: 12

700MHz κάρτα Broadcom BCM2835 CPU με μνήμη 256 MB RAM 40pin επέκταση GPIO 1 x USB 2 θύρες 4 pole στερεοφωνική έξοδος και Έξοδος σύνθετου σήματος βίντεο πλήρους μεγέθους HDMI CSI κάμερα θύρα για σύνδεση των Raspberry ΗDSI display port για τη σύνδεση της Raspberry (Pi) οθόνη αφής Micro SD θύρα για τη φόρτωση του λειτουργικού συστήματος και αποθήκευση δεδομένων Micro USB πηγή ισχύος Type A+ Raspberry Pi - Model A 23 Raspberry Pi - Model A+ 28 http://www.nettop.gr/index.php/raspberry-pi/kit-plaketes/raspberry-pi-model-a-256 mb-ram-%ce%bb%ce%b5%cf%80%cf%84%ce%bf%ce%bc%ce%ad%cf%81%ce%b5%ce%b9%ce%b5%cf%82 13

3) Type B Αυτού του είδους το Raspberry Pi είναι μια εξαιρετικά χαμηλού κόστους πλακέτα για τη χρήση της σε υπολογιστή. Αναπτύχθηκε από το Raspberry Pi Foundation στο Ηνωμένο βασίλειο και αποσκοπεί να θέσει ξανά τη διασκέδαση σε υπολογιστικά συστήματα εκμάθησης με την προώθηση της μελέτης πάνω στους υπολογιστές. Αυτή η αγορά είναι για: 1 x 512MB Raspberry Pi Board 1 x 8GB κάρτα Micro SD (Samsung Κατηγορία 4 - MMCTR08G3ACH-QNJMKG) Απλά συνδέστε την κάρτα SD στο Raspberry Pi, και στο πρώτο boot θα σας δοθεί η επιλογή των έξι προτεινόμενων Raspberry Pi λειτουργικών συστημάτων, όπως: Archlinux - ένα ελαφρύ και ευέλικτο Linux διανομής OpecELEC - XBMC Media Center OS. Pidora - Fedora Remix βελτιστοποιημένη για το Raspberry Pi RaspBMC - Linux βασισμένη στο Debian. Σήμα κατατεθέν που φέρνει XBMC στο Raspberry Pi Raspian - το οποίο περιέχει LXDE, Midori και εργαλεία ανάπτυξης RiscOS - Σχεδιασμένο στο Cambridge, Αγγλία από τον Acorn. Κυκλοφόρησε το 1987 Raspberry (Pi) Μοντέλο Β & 8GB κάρτα Micro SD Bundle χαρακτηριστικά: 8GB MicroSD κάρτα SD για γρήγορες ταχύτητες. Broadcom BCM2835 Ενσωματωμένο Videocore 4 Μονάδα επεξεργασίας γραφικών (GPU) με δυνατότητα αναπαραγωγής 1080HD π. χ. 14

512MB RAM Debian GNU/Linux 2 x θύρες USB HDMI έξοδος βίντεο RCA έξοδος βίντεο 3,5 mm Υποδοχή εξόδου ήχου σύνδεση 10/100 Mb θύρα Ethernet 5V Micro USB Power Input Jack SD, MMC, SDIO υποδοχή κάρτας μνήμης Flash 26-pin Το πιο σημαντικό είναι ότι το RPi δίνει σε κάθε παιδί την ευκαιρία να αποκτήσει ένα προσωπικό υπολογιστή με το οποίο μπορεί να αναπτυξει γνώσεις, να ανακαλύψει ενδιαφέροντα πράγματα και να παίξει με ελάχιστο κόστος. Type B 4) Type B+ Το μοντέλο Β+ είναι πάλι μια παραλλαγή της Raspberry Pi. 15

Σε σύγκριση με το μοντέλο B έχει: περισσότερα GPIO. περισσότερα USB. Εδώ έχουμε 4 USB 2.0 θύρες, σε σύγκριση με 2 του μοντέλου B, και καλύτερη hotplug συμπεριφορά. καλύτερη τεχνολογία Micro SD. Έχουμε μειωμένη κατανάλωση ρεύματος μεταξύ 0,5 W και 1W. Καλύτερη ποιότητα ήχου. Συνιστούμε το μοντέλο B για χρήση στα σχολεία: προσφέρει μεγαλύτερη ευελιξία για τους εκπαιδευόμενους, είναι πιο χρήσιμο για ενσωματωμένα προγράμματα και έργα που απαιτούν πολύ χαμηλή ισχύ, και έχει περισσότερες θύρες USB από το προηγούμενο μοντέλο. Type B+ Πίνακας 1.2: Κόστος πλακέτας Raspberry Pi - Model B+ Raspberry Pi - Model B+ 32 Raspberry Pi - Model B 33 http://www.nettop.gr/index.php/raspberry-pi/kit-plaketes/raspberr y-pi-model-b-plus-%ce%bb%ce%b5%cf%80%cf%84%ce%bf%ce%bc%ce%ad%cf%8 1%CE%B5%CE%B9%CE%B5%CF%82 16

1.2 RASPBERRY PI ARDUINO SHIELDS Εικόνα 1.2: RASPBERRY PI ARDUINO SHIELDS Η ιδέα πίσω από το Raspberry Pi Arduino shields είναι να επιτρέψει τη χρήση οποιουδήποτε προϊόντος, που προορίζεται για το Arduino, στο Raspberry Pi. Περιλαμβάνει, επίσης, τη δυνατότητα σύνδεσης αναλογικών και ψηφιακών αισθητήρων, χρησιμοποιώντας το ίδιο pinout του Arduino, αλλά με τη δύναμη και τις δυνατότητες του Raspberry. Για να ολοκληρωθεί η συμβατότητα έχουμε δημιουργήσει το ardupi βιβλιοθήκη η οποία επιτρέπει τη χρήση Raspberry με τον ίδιο κωδικό που χρησιμοποιείται στην Arduino. Για να γίνει αυτό, έχουμε εφαρμόσει λειτουργίες μετατροπής, έτσι ώστε να μπορείτε να ελέγχετε με τον ίδιο τρόπο όπως και στο Arduino όλες οι διασυνδέσεις I / O: I2C, SPI, UART, αναλογικά, ψηφιακά, στο Raspberry Pi. Επίσης το Arduino χρησιμοποιεί έναν μικροελεγκτή,τον Duemilanove με βάση τον ATmega168/328. Διαφέρει διότι χρησιμοποιεί USB σε σειριακό τσιπ FTDI. 17

Χαρακτηριστικά Duemilanove: Microcontroller ATmega168 Operating Voltage 5V Input Voltage (recommended) 7-12V Input Voltage (limits) 6-20V Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output) Analog Input Pins 6 DC Current per I/O Pin 40 ma DC Current for 3.3V Pin 50 ma Flash Memory 16 KB (ATmega168) or 32 KB (ATmega328) of which 2 KB used by bootloader SRAM 1 KB (ATmega168) or 2 KB (ATmega328) EEPROM 512 bytes (ATmega168) or 1 KB (ATmega328) Clock Speed 16 MHz Εμείς για τη συγκεκριμένη έρευνα χρησιμοποιούμε τη πλακέτα Arduino UNO,καθώς πληρεί αρκετές από τις προδιαγραφές που χρειαζόμαστε. Πίνακας 1.3: Κόστος πλακέτας Arduino Arduino Leonardo 22.50 Intel Galileo 70.00 Arduino ISP 14.99 Arduino Pro 328-5V/16MHz 13.60 Arduino UNO 22.00 1.3 Πλατφόρμα αισθητήρα e-health V2.0 για Arduino και Raspberry Pi [Βιομετρικά / Ιατρικές εφαρμογές] Η V2.0 e-health Sensor επιτρέπει τις Arduino και Raspberry Pi να εκτελούν βιομετρικές και ιατρικές εφαρμογές. Η παρακολούθηση του ασθενή επιτυγχάνεται με 18

τη χρήση 9 διαφορετικών αισθητήρων: παλμός και οξυγόνο στο αίμα (SpO2), ροή αέρα (αναπνοή), τη θερμοκρασία του σώματος, ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ), μέτρηση ζακχάρου, γαλβανική αντίδραση του δέρματος, αρτηριακή πίεση (πιεσόμετρο), θέση του ασθενούς (επιταχυνσιόμετρο) ηλεκτρομυογράφημα (EMG). Αυτή η πληροφορία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο της κατάστασης ενός ασθενούς ή για τη λήψη ευαίσθητων δεδομένων, προκειμένου να υπάρχει μια συνέχεια στην ιατρική διάγνωση. Τα βιομετρικά στοιχεία που συγκεντρώθηκαν μπορούν να αποστέλλονται ασύρματα χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε από τις 5 επιλογές συνδεσιμότητας που διατίθενται: Wi-Fi, 3G, GPRS, Bluetooth, και ZigBee ανάλογα με την εφαρμογή. Εάν απαιτείται διάγνωση της εικόνας σε πραγματικό χρόνο μια φωτογραφική μηχανή μπορεί να συνδεθεί με τη μονάδα 3G, ώστε να σταλούν φωτογραφίες και βίντεο από τον ασθενή σε ένα κέντρο ιατρικής διάγνωσης. Τα δεδομένα μπορούν να σταλούν στο Cloud, προκειμένου να εκτελέσει μόνιμη αποθήκευση ή μπορούν να αποσταλούν απευθείας σε ένα φορητό υπολογιστή ή Smartphone. 19

Εικόνα 1.3: Το μοντέλο Raspberry Pi Εικόνα 1.4: e-health sensor platform 20

Εικόνα 1.5: Οι δύο αυτές πλακέτες μαζί: Raspberry Pi & e-health sensor platform Εικόνα 1.6: Ο τρόπος χρήσης τους και η σύνδεση των εξαρτημάτων με σκοπό την εξυπηρέτηση της ιατρικής 21

Εικόνα 1.7: Εικονική χρήση πλακέτας ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ : Η πλατφόρμα e-health έχει σχεδιαστεί προκειμένου να βοηθήσει τους ερευνητές, προγραμματιστές και νοσηλευτές για τη μέτρηση βιομετρικών δεδομένων από τους αισθητήρες για σκοπούς ιατρικής γνωμάτευσης, ιστορικό ασθενών, άμεση ενημέρωση ιστορικού, πειραματισμού, τη διασκέδαση και τη δοκιμή. Είναι μια φθηνή εναλλακτική λύση σε σχέση με άλλες ιατρικές λύσεις που κυκλοφορούν στην αγορά σε απλησίαστες τιμές. Ωστόσο, δεδομένου ότι η πλατφόρμα δεν έχει ιατρικές πιστοποιήσεις, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση των κρίσιμων ασθενών που χρειάζονται ακριβή ιατρική παρακολούθηση. Πίνακας 1.4: Κόστος αισθητήρα PACK Essential Sensor Kit 450 e-health 75 22

1.4 Μια επιπλέον πλακέτα η ARDUBERRY που συνδέει την RASBERRY με ARDUINO Η Arduberry αποτελεί έναν απλό και φθηνό τρόπο να συνδέσει την Arduino με την Raspberry Pi. Είναι μια πλακέτα που κουμπωνει πάνω στη Raspberry Pi και επιτρέπει τη χρήση της πλακέτας Arduino. Η Arduberry δεν απαιτεί κάποια διαμόρφωση για να λειτουργεί. Εικόνα 1.8: Η ARDUBERRY που συνδέει την RASPBERRY με ARDUINO Εικόνα 1.9: Η πλακέτα Arduberry Η ενσωμάτωση αυτή βοηθά να αξιοποιηθεί στο έπακρο κάθε πλατφόρμα. Ο ενσωματωμένος ελεγκτής βασίζεται στην επιχείρηση STMicroelectronics 23

STM32F103 MCU και μπορεί να λειτουργήσει ως γέφυρα μεταξύ Raspberry Pi και Arduino. Ανάλογα με τις ρυθμίσεις σχετικά με τον ενσωματωμένο ελεγκτή μπορεί να επιλεχθεί ένας από τους δύο τρόπους λειτουργίας: STM32 αυτόνομο τρόπο λειτουργίας, όπου το ενσωματωμένο Arduberry λειτουργεί ως ένα Arduino συμβατό με τη μητρική πλακέτα, και ελέγχει την Arduino άμεσα, χωρίς τη χρήση της Raspberry Pi. Raspberry Pi Mode. Ο ενσωματωμένος ελεγκτής λειτουργεί όπως μια γέφυρα μεταξύ Raspberry Pi και της Arduino, επιτρέποντας το Raspberry Pi να συνδεθεί με την υπάρχουσα Arduino. Χαρακτηριστικά Raspberry Pi: συμβατή τόσο με 5v και 3v Arduino 32 bit-m3 STM32F103 MCU 72MHz 128Kbytes της μνήμης Flash 20Kbytes της SRAM. Δωρεάν COOCOX λήψης λογισμικού για βραχίονα ανάπτυξης Υποστηρίζει SPI, UART, I2C, PWM και διεπαφή μπορεί να τροφοδοτείται από USB ή DC τροφοδοσία 7-12 VDC Kit Περιεχόμενα - ενσωματωμένη κάρτα ελεγκτή, καλώδιο Mini USB. Πίνακας 1.4: Κόστος σύνδεσης Arduberry Arduberry 27 http://www.dexterindustries.com/site/?product=arduberry-raspberry -pi-arduino-shields 24

Κεφάλαιο 2. Η ανάλυση των 9 αισθητήρων 2.1 Ο 1 ος αισθητήρας: μετρητής σακχάρου στο αίμα του ασθενούς Ξεκινώντας την αναφορά με σκοπό να γνωρίσουμε τη λειτουργία του αισθητήρα αυτού σε συνδυασμό με τη πλακέτα e-health, θα αναφερθούμε στο κόστος το οποίο δεν υπερβαίνει τα 40 ευρώ. Η διαδικασία μέτρησης του σακχάρου είναι απλή και γνωστή σε όλους καθώς είμαστε όλοι ικανοί ακόμα και σπίτι μας με τη κατάλληλη συσκευή να μετρήσουμε το σάκχαρό μας στο αίμα. Παρακάτω με τη χρήση εικόνων θα δούμε παραστατικά αυτή τη διαδικασία. Εικόνα 2.1: Ο χρήστης τρυπά το δάχτυλό του ώστε να βγει μια σταγόνα αίμα 25

Εικόνα 2.2: Ο χρήστης συνδέει τη ταινία στη συσκευή μέτρησης Εικόνα 2.3: Το αίμα μπαίνει μέσα στη ταινία και ξεκινά η μέτρηση Εικόνα 2.4: Η απλή διαδικασία μέτρησης ολοκληρώθηκε με την ένδειξη στην οθόνη της συσκευής. 26

Εικόνα 2.5: Σε αυτή την εικόνα βλέπουμε ότι για να συνδέσουμε τη πλακέτα με τη συσκευή μέτρησης θα χρειαστούμε ένα επιπλέον καλώδιο Εικόνα 2.6: Τέλος, μετά τη σύνδεση τω δύο συσκευών μπορούν να περαστούν τα δεδομένα από τη μπλε συσκευή στην Arduino και από εκεί στη κεντρική βάση του νοσοκομείου. Αυτή είναι η διαδικασία μέτρησης και συγκέντρωσης των αποτελεσμάτων. //! Read the values stored in the glucometer. /*! \param void /*! \param void \return int : length of data */ int getglucometerlength(void); \return void */ void readglucometer(void); //!Returns the number of data stored in the glucometer. 27

Πίνακας 2.1: Τα επιτρεπτά όρια του σακχάρου στο αίμα ΣΑΚΧΑΡΟ 126mg/dl ΕΩΣ 200mg/dl 2.2 2 ος αισθητήρας: μέτρηση παλμών και ένδειξη οξυγόνου στο αίμα Η τιμή για την αγορά αυτού του αισθητήρα δε ξεπερνά τα 55 ευρώ. Η παλμική οξυμετρία είναι μια μη επεμβατική μέθοδο της ένδειξης του κορεσμού αρτηριακού οξυγόνου της λειτουργικής αιμοσφαιρίνης. Κορεσμός οξυγόνου ορίζεται ως η μέτρηση της ποσότητας του οξυγόνου που διαλύεται στο αίμα, με βάση την ανίχνευση της αιμοσφαιρίνης και δεοξυαιμοσφαιρίνης. Ένας αισθητήρας παλμικού οξύμετρου είναι χρήσιμο σε οποιοδήποτε περιβάλλον όταν η οξυγόνωση του ασθενούς είναι ασταθής, συμπεριλαμβανομένης της εντατικής θεραπείας, τη λειτουργία, την ανάκτηση. Ο αισθητήρας πρέπει να συνδεθεί με το e-health, και μην χρησιμοποιείτε εξωτερική / εσωτερική μπαταρία. Εικόνα 2.7: Ο παλμικός οξυγονομετρητής 28

Εικόνα 2.8: Ο βασικός τρόπος χρήσης του επάνω στον ασθενή και η ένδειξη μέτρησης Εικόνα 2.9: Η σύνδεση του μετρητή με τη πλακέτα για την μεταφορά των δεδομένων 29

Εικόνα 2.10: Ομοίως και εδώ έχουμε σύνδεση των δύο συσκευών Εικόνα 2.11: Εδώ βλέπουμε τη μεταφορά των δεδομένων //! Initializes the pulsioximeter sensor and configure some values. /*! \param void \return void */ void initpulsioximeter(void); //! It reads a value from pulsioximeter sensor. /*! \return void */ void readpulsioximeter(void); //! Returns the oxygen saturation in blood in percent. /*! \param void \return int : The oxygen saturation value. Normal values betwen 95-99% */ int getoxygensaturation(void); \param void 30

Πίνακας 2.2: Επιτρεπόμενες μετρήσεις Οξυγόνου και Καρδιακού ρυθμού στον άνθρωπο Εύρος Μέτρησης Κορεσμού Οξυγόνου: 35-100%. Εύρος Μέτρησης Καρδιακού Ρυθμού: 30-240BPM 2.3 3 ος αισθητήρας: πιεσόμετρο Το κόστος αυτού του αισθητήρα δε ξεπερνά τα 120 ευρώ. Η αρτηριακή πίεση είναι η πίεση του αίματος στις αρτηρίες καθώς αντλείται σε όλο το σώμα από την καρδιά. Όταν η καρδιά κτυπά, συστέλλεται και ωθεί το αίμα μέσω των αρτηριών στο υπόλοιπο σώμα. Αυτή η δύναμη δημιουργεί πίεση στις αρτηρίες. Η αρτηριακή πίεση καταγράφεται με δύο αριθμούς-τη συστολική πίεση (όπως η καρδιά χτυπά) και την διαστολική πίεση (όπως η καρδιά χαλαρώνει ανάμεσα στους χτύπους). Η υψηλή αρτηριακή πίεση (υπέρταση) μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά προβλήματα, όπως καρδιακή προσβολή, εγκεφαλικό επεισόδιο ή νεφρική νόσο. Ο αισθητήρας πρέπει να χρησιμοποιείται με μία παροχή ρεύματος AC / DC (περιλαμβάνεται με τον αισθητήρα) 31

Εικόνα 2.12: Το πιεσόμετρο ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ: Αυτόματη μέτρηση της συστολικής, διαστολικής πίεσης και σφυγμούς με το χρόνο και την ημερομηνία Μεγάλη οθόνη LCD με οπίσθιο φωτισμό LED TOUCH PAD KEY 32

Εικόνα 2.13: Σύνδεση του πιεσόμετρου με τη πλακέτα //! Returns the value of the diastolic //! Initializes the BloodPressureSensor sensor and configure some values /*! \param void \return void */ void readbloodpressuresensor(void); pressure. /*! \param void \return int : The diastolic pressure. */ int getdiastolicpressure(int i); //!Returns the number of data stored in the blood pressure sensor. /*! \param void //! Returns the value of the systolic pressure. /*! \param void \return int : The systolic pressure. */ int getsystolicpressure(int i); \return int : length of data */ int getbloodpressurelength(void); //!Vector to store the blood pressure measures and dates. bloodpressuredata bloodpressuredatavector[8]; 33

Πίνακας 2.3: Τα επιτρεπτά όρια της πίεσης ΠΙΕΣΗ Σύμφωνα με το Εθνικό Ινστιτούτο Καρδιάς, Πνευμόνων και Αίματος (NHLBI) των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας, η υψηλή αρτηριακή πίεση για τους ενήλικες ορίζεται ως εξής: 140 χιλιοστά Hg ή μεγαλύτερη συστολική πίεση ή Από 90 mm Hg ή μεγαλύτερη διαστολική πίεση Σε μια ενημερωμένη έκδοση του NHLBI κατευθυντήριες γραμμές για την υπέρταση, το 2003, μια νέα κατηγορία της αρτηριακής πίεσης προστέθηκε ονομάζεται prehypertension: 120 χιλιοστά Hg - 139 χιλιοστά Hg συστολική πίεση ή 80 χιλιοστά Hg - 89 χιλιοστά Hg διαστολική πίεση Οι οδηγίες του NHLBI ορίζουν πλέον φυσιολογική αρτηριακή πίεση ως εξής: Λιγότερο από 120 mm Hg συστολική πίεση και Λιγότερο από 80 mm Hg διαστολική πίεση 2.4 4 ος αισθητήρας: γαλβανική αντίδραση του δέρματος Ο αισθητήρας αυτός κοστίζει 30 ευρώ. Αγωγιμότητα του δέρματος, επίσης γνωστή ως γαλβανική αντίδραση του δέρματος (GSR) είναι μια μέθοδος μέτρησης της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του δέρματος, η οποία ποικίλλει ανάλογα με το επίπεδο υγρασίας του. 34

Η αρχική θεωρία πίσω από τη λειτουργία της γαλβανικής απόκρισης του αισθητήρα είναι να μετρήσει την ηλεκτρική αντίσταση του δέρματος με βάση τον ιδρώτα που παράγεται από τον οργανισμό. Όταν υψηλό επίπεδο εφίδρωσης λαμβάνει χώρα, η ηλεκτρική αντίσταση του δέρματος πέφτει. Τα συναισθήματα, όπως ο ενθουσιασμός, το άγχος, το σοκ, κλπ. μπορεί να οδηγήσουν σε διακύμανση της αγωγιμότητας του δέρματος. Μέτρηση της αγωγιμότητας του δέρματος είναι ένα από τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται στην επιστημονική έρευνα για τη συναισθηματική ή φυσιολογική διέγερση. Εικόνα 3.12: Τα σημεία που μετράται η αγωγιμότητα του δέρματος 35

Εικόνα 2.13: Η συσκευή που θα χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της αγωγιμότητας Εικόνα 2.14: Εδώ βλέπουμε τη σύνδεση των δύο συσκευών //! Returns the value of skin conductance. /*! \param void \return float : The skin conductance value. */ float getskinconductance(void); //! Returns the value of skin resistance. 36

/*! \param void \return float : The skin resistance value. */ float getskinresistance (void); \param void \return float : The skin conductance value in voltage (0-5v). */ float getskinconductancevoltage(void); //! Returns the value of skin conductance in voltage. /*! Πίνακας 2.4: Τα επιτρεπτά όρια της γαλβανικής ΓΑΛΒΑΝΙΚΗ voltage - 0.5 / 100000 2.5 5 ος αισθητήρας: μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος Ο αισθητήρας αυτός κοστίζει 20 ευρώ. Η θερμοκρασία του σώματος εξαρτάται από την θέση του σώματος στο οποίο γίνεται η μέτρηση, και την ώρα της ημέρας και το επίπεδο της δραστηριότητας του ατόμου. Διαφορετικά μέρη του σώματος έχουν διαφορετικές θερμοκρασίες. Η κοινώς αποδεκτή μέση θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος (λαμβάνεται εσωτερικά) είναι 37.0 C. Σε υγιείς ενήλικες, η θερμοκρασία του σώματος κυμαίνεται περίπου 0,5 C όλη την ημέρα, με χαμηλότερες θερμοκρασίες το πρωί και υψηλότερες θερμοκρασίες αργά το απόγευμα και το βράδυ. Αυτός ο αισθητήρας επιτρέπει τη μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος. Ο λόγος είναι ότι μια σειρά από ασθένειες συνοδεύονται από αλλαγές στη θερμοκρασία του σώματος. Παρομοίως, η πορεία ορισμένων ασθενειών μπορεί να παρακολουθείται με μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος, και η αποτελεσματικότητα μιας θεραπείας αρχίζει να μπορεί να αξιολογηθούν από τον ιατρό. Πίνακας 2.5: Τα επιτρεπτά όρια της θερμοκρασίας του σώματος 37

Υποθερμία Κανονικός Πυρετός ή Υπερθερμία Η υπερπυρεξία <35.0 C 36,5 έως 37,5 C > 37,5 έως 38,3 C > 40,0 έως 41,5 C Εικόνα 2.15: Ο μετρητής για τη θερμοκρασία του σώματος Εικόνα 2.16: Σύνδεση αυτού του μετρητή με τη πλακέτα 38

//! Returns the corporal temperature. /*! \param void \return float : The corporal temperature value. */ float gettemperature( void ); 2.6: 6 ος αισθητήρας : Αισθητήρας θέσης σώματος Ο αισθητήρας θέσης παρακολουθεί πέντε διαφορετικές θέσεις του ασθενούς (στέκεται / κάθεται, ύπτια, αριστερά και δεξιά.) Σε πολλές περιπτώσεις, είναι απαραίτητο να παρακολουθεί τις θέσεις του σώματος και των κινήσεων που γίνονται λόγω των σχέσεων τους με συγκεκριμένες ασθένειες (π.χ. άπνοια ύπνου και το σύνδρομο ανήσυχων ποδιών). Αναλύοντας τις κινήσεις κατά τη διάρκεια του ύπνου βοηθά επίσης τον καθορισμό της ποιότητας του ύπνου και ακανόνιστες συνήθειες ύπνου. Ο αισθητήρας θέσης του σώματος θα μπορούσε να βοηθήσει επίσης ανιχνεύοντας τάσεις λιποθυμίας ή πτώσης των ηλικιωμένων ή των ατόμων με ειδικές ανάγκες. Κόστος αισθητήρα: 40ευρω Χαρακτηριστικά: 1,95 V έως 3,6 V τάση τροφοδοσίας 1,6 V έως 3,6 διεπαφή τάσης V 39

Εικόνα 2.17: Η συσκευή αξιολόγησης κίνησης και ποιότητας ύπνου Εικόνα 2.18: Τρόπος χρήσης αυτής της συσκευής 40

Εικόνα 2.19: Εδώ έχουμε τη σύνδεση της συσκευής με τη πλακέτα //! Initializes the position sensor and configure some values. /*! \param void \return void */ void initpositionsensor(void); //! Returns the body position. /*! \param void \return uint8_t : the position of the pacient. * 1 == Supine position. * 2 == Left lateral decubitus. * 3 == Rigth lateral decubitus. * 4 == Prone position. * 5 == Stand or sit position */ uint8_t getbodyposition(void); //! Prints the current body position /*! \param uint8_t position : the current body position. \return void */ void printposition( uint8_t position ); 2.7 7 ος αισθητήρας: μέτρηση αναπνοής Ο αισθητήρας αυτός κοστίζει 25 ευρώ. Μη φυσιολογικοί αναπνευστικοί ρυθμοί και οι αλλαγές στο ρυθμό αναπνοής είναι μια ευρεία ένδειξη συμπτωμάτων αστάθειας. Ως εκ τούτου, είναι κρίσιμο για την παρακολούθηση του αναπνευστικού ρυθμού ως δείκτης της κατάστασης του 41

ασθενούς. Ο αισθητήρας ροής αέρα μπορεί να παρέχει έγκαιρη προειδοποίηση της υποξαιμίας και άπνοιας. Αυτή η συσκευή αποτελείται από ένα εύκαμπτο νήμα που ταιριάζει πίσω από τα αυτιά, και ένα σύνολο από δύο σωλήνες που τοποθετούνται στα ανοίγματα της μύτης. Ο ειδικός σχεδιασμένος σωλήνας επιτρέπει στον αισθητήρα να τοποθετηθεί στη βέλτιστη θέση για να ανιχνεύει με ακρίβεια τις μεταβολές ροής αέρα. Άνετα ρυθμιζόμενο και εύκολο στην εγκατάσταση. Εικόνα 2.18: Τα σωληνάκια που θα εξετάσουν τη ροή αέρα του ασθενούς 42

Εικόνα 2.19: Τρόπος χρήσης των σωληνάριων Εικόνα 2.20: Ένδειξη μέτρησης τη στιγμή της ένωσης της συσκευής με τη πλακέτα //! Returns an analogic value to represent the air flow. /*! \param void \return int : The value (0-1023) read from the analogic in. */ int getairflow(void); //! Prints air flow wave form in the serial monitor /*! \param int air : analogic value to print. \return void */ void airflowwave(int air); Πίνακας 2.6: επιτρεπόμενες αναπνοές για έναν ενήλικα Αναπνοές 12-16 αναπνοές ανά λεπτό 43

2.8 8 ος αισθητήρας: ηλεκτροκαρδιογράφημα Το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ) είναι ένα διαγνωστικό εργαλείο που χρησιμοποιείται συνήθως για να αξιολογήσει τις ηλεκτρικές και μυϊκή λειτουργίες της καρδιάς. Το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ) έχει γίνει ευρέως γνωστό και είναι ένα από τα συνηθέστερα χρησιμοποιούμενα ιατρικά διαγνωστικά μέτρα στη σύγχρονη ιατρική. Η χρησιμότητά του στη διάγνωση των καρδιακών παθήσεων υπήρξε ανεκτίμητη για τους κλινικούς ιατρούς για δεκαετίες. Κόστος καλωδίων: 35 ευρω Εικόνα 2.21: Τα εξαρτήματα με σκοπό το ηλεκτροκαρδιογράφημα 44

Εικόνα 2.22: Η τοποθέτηση τους πάνω στον ασθενή Εικόνα 2.23: Η σύνδεση του με τη πλακέτα Εικόνα 2.24: Ένδειξη μέτρησης μετά τη σύνδεση και μεταφορά των δεδομένων //! Returns an analogic value to represent the Electrocardiography. (0-5V). */ float getecg(void); /*! \param void \return float : The analogic value //! Returns the heart beats per minute. /*! 45

\param void */ int getbpm(void); \return int : The beats per minute. Πίνακας 2.7: ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΡΔΙΟΓΡΑΦΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΡΔΙΟΓΡΑΦΗΜΑ 0,05 ΕΩΣ 100 Hz, αφύσικα υψηλό αριθμό αιμοπεταλίων (> 500.000 / mm ³), λευκοκυττάρων (> 70 ³ 000/mm), ή ερυθροκυττάρων (αιματοκρίτης> 55%). AD8232 Η AD8232 είναι ένα μικρό τσιπ που μετράει την ηλεκτρική δραστηριότητα της καρδιάς. Αυτή η ηλεκτρική δραστηριότητα μπορεί να διαπιστωθεί σε ένα ΗΚΓ. Η ηλεκτροκαρδιογραφία χρησιμοποιείται για να διαγνώσει διάφορες καρδιακές παθήσεις. Σε αυτή τη παράγραφο, θα πάμε στα βασικά στοιχεία για τη AD8232 συσκευή παρακολούθησης καρδιακών παλμών και το πώς λειτουργεί. Πρώτον, θα παρουσιαστεί η συσκευή και οι λειτουργίες της. Στη συνέχεια, εμείς θα σας δείξουμε πώς συνδέεται ο μικροελεγκτής και πώς να δημιουργούνται τα οπτικά δεδομένα. Κατανόηση του ΗΚΓ Το ΗΚΓ είναι χωρισμένο σε δύο βασικά χρονικά διαστήματα: του διαστήματος PR, QT διάστημα και περιγράφονται παρακάτω. Διαστήματος PR Το διάστημα PR είναι το αρχικό «κύμα» που παράγεται από μια ηλεκτρική ώθηση κι ταξιδεύει από το δεξιό κόλπο. Ο δεξιός κόλπος είναι το πρώτο σημείο για να δείτε έναν ηλεκτρικό παλμό καθώς ο ηλεκτρικός παλμός ταξιδεύει κατά μήκος της κορυφής της καρδιάς, και στη συνέχεια ενεργοποιεί το αριστερό καρδιακό κόλπο. Ο 46

αριστερός καρδιακός κόλπος είναι υπεύθυνος για τη λήψη νέου οξυγονωμένου αίματος από τους πνεύμονες μέσα στην αριστερή κοιλία μέσω των αριστερών και δεξιών πνευμονικών φλεβών. Οι πνευμονικές φλέβες είναι κόκκινες στο σχήμα επειδή μεταφέρουν οξυγονωμένο αίμα. Εικόνα 2.25: Η καρδία Διάστημα QT Το διάστημα QT είναι πραγματικά ενδιαφέρον. Το σύμπλεγμα QRS είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που παράγει τον χαρακτηριστικό ήχο "μπιπ" για τα καρδιολογικά μόνιτορ. Η δεξιά κοιλία εγκεφαλικού ξεκινά με την αντλία μη οξυγονωμένου αίματος μέσα στους πνεύμονες μέσω της αριστεράς και δεξιάς πνευμονικής αρτηρίας. Η πνευμονική αρτηρία είναι μπλε στο σχήμα επειδή μεταφέρει μη οξυγονωμένο αίμα. 47

Εικόνα 2.26: Η πλακέτα του ηλεκτροκαρδιογραφήματος Εικόνα 2.27: Σύνδεση της πλακέτα με την Arduino 48

Εικόνα 2.28: Σύνδεση των αισθητήρων του ηλεκτροκαρδιογραφήματος με τη πλακέτα Εικόνα 2.29: Εικονικός προγραμματισμός 49

Εικόνα 2.31: Φυσιολογικό καρδιογράφημα 2.9 9 ος αισθητήρας: ηλεκτρομυογράφημα Το ηλεκτρομυογράφημα (EMG) είναι μια τεχνική για την αξιολόγηση και την καταγραφή της ηλεκτρικής δραστηριότητας που παράγεται από τους σκελετικούς μύες. Για αυτή την εξέταση χρησιμοποιείται ένα όργανο που ονομάζεται ηλεκτρομυογράφος. Η ΕΜG χρησιμοποιείται ως διαγνωστικό εργαλείο για τον εντοπισμό νευρομυϊκών παθήσεων, την αξιολόγηση χαμηλού πόνου στην πλάτη, για τη κινησιολογία, καθώς και διαταραχές του κινητικού ελέγχου. Αυτός ο αισθητήρας θα μετρήσει την ηλεκτρική δραστηριότητα του μύ, ανάλογα με τη δραστηριότητα. Κόστος αισθητήρων 40 ευρω 50

Εικόνα 2.32: Εδώ βλέπουμε τη συσκευή και πως αυτή συνδέθηκε πάνω στο μυ Εικόνα 2.33: Η ίδια συσκευή εδώ συνδέεται με τη πλακέτα 51

//! Returns an analogic value to represent the Electromyography. /*! \param void \return float : The analogic value (0-5V). */ int getemg(void); Πίνακας 2.8: Ηλεκτρομυογράφημα ΗΛΕΚΤΡΟΜΥΟΓΡΑΦΗΜΑ 500 Hz ΕΩΣ 10kHz 2.10 Η κάμερα Τέλος θα δούμε πως μπορούμε να συνδέσουμε κάμερα στη πλακέτα του pda με σκοπό τη λήψη φωτογραφιών που στοχεύουν στη βέλτιστη διάγνωση του ασθενούς. Αφού αποθηκευτεί το βίντεο ή το αρχείο των εικόνων μπορούμε να τις στείλουμε σε ένα FTP ή σύνδεση FTPS. Κόστος κάμερας 14 ευρω Τοποθετήστε την κάμερα με μεταλλικές επαφές στραμμένες προς τα επάνω Εικόνα 2.34: Η κάμερα και η χρήση της πάνω στη πλακέτα 52

ΚΩΔΙΚΑΣ int led = 13; int onmodulepin = 2; // the pin to switch on the module (without press on button) int x = 0; char name[20]; void switchmodule(){ digitalwrite(onmodulepin,high); delay(2000); digitalwrite(onmodulepin,low); } void setup(){ Serial.begin(115200); // UART baud rate delay(2000); pinmode(led, OUTPUT); pinmode(onmodulepin, OUTPUT); switchmodule(); // switches the module ON for (int i=0;i < 5;i++){ delay(5000); } Serial.println("AT+CCAMS"); //starts the camera while(serial.read()!='k'); Serial.println("AT+CCAMSETD=640,480 "); //sets VGA (640*480) resolution while(serial.read()!='k'); Serial.println("AT+FSLOCA=0"); //stores the image file in the 3G module while(serial.read()!='k'); } void loop(){ delay(1500); while(serial.available()!=0){ Serial.read(); } Serial.println("AT+CCAMTP"); //takes a picture, but not saved it while(serial.read()!='k'); Serial.println("AT+CCAMEP"); // saves the picture into C:/Picture Serial.flush(); while(serial.read()!='/'); while(serial.read()!='/'); x=0; do{ while(serial.available()==0); name[x]=serial.read(); 53

x++; }while(x < 19); while(serial.read()!='k'); Serial.println(name); Serial.println("AT+CCAME"); // stops the camera while(serial.read()!='k'); while(1); } 2.11 Η οθόνη του pda Η οθόνη HDMI Τόσο μικρή και απλή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την οθόνη με οποιοδήποτε υπολογιστή που έχει έξοδο HDMI. Η οθόνη 5" είναι 800x480 ανάλυση, η οποία είναι αρκετή για να λειτουργήσει το λογισμικό, καθώς επίσης είναι αρκετή και για φορητές συσκευές ή συσκευές τσέπης. Εικόνα 2.38: Οθόνη HDMI συνδεδεμένη σε πλακέτα 54

Με την προεπιλογή 5" 800x480 οθόνη και 50mA ρεύμα φωτισμού, η κατανάλωση ρεύματος είναι 500mA συνολικά. Μπορείτε να μειώσετε στο 370mA, εκτελώντας τον φωτισμό με μισό (25mA). Με απενεργοποιημένο τον φωτισμό, ο αποκωδικοποιητής και η οθόνη καταναλώνουν μόνο 250mA. Έχουμε δύο εκδόσεις, η μία είναι μόνο βίντεο και η άλλη βίντεο αφής. Στην πρώτη περίπτωση δεν υπάρχει οθόνη αφής καθώς αναμένεται η άφιξη της. Ειδικότερα, προτείνεται, για χρήση σε ενιαίο δίκτυο υπολογιστών (ή desktop/laptop) με το DVI/HDMI. Μπορείτε να τροφοδοτήσετε τον οδηγό μέσω USB, εφόσον ο υπολογιστής σας μπορεί να παρέχει 500mA στη θύρα USB και, στη συνέχεια, τροφοδοσία βίντεο μέσω της θύρας HDMI. Κόστος οθόνης: 112ευρω Χαρακτηριστικά: Operating Voltage: 5~24V Video Input: HDMI, VGA, AV Screen Size: 10.1 Screen Type: TFT-LCD Mode: TN, Normally White, Transmissive Display Color: 262K Lamp Type: WLED Frequency: 60Hz Signal Type: LVDS (1 ch, 6-bit) Max. Resolution: 1366x768 Min. Brightness: 200cd/m2 Min. Contrast Ratio: 400:1 Display Ratio: 16:9 Display dimensions: 230 x 150 x 5.2 mm 55

Εικόνες 2.39 & 2.40: Η οθόνη και πως συνδέεται στη πλακέτα ΚΩΔΙΚΑΣ #include <PinChangeInt.h> #include <ehealthdisplay.h> #include <ehealth.h> #define pushbutton 4 uint8_t screennumber = 1; Serial.begin(115200); delay(100); //Configure and initializes the LCD. ehealthdisplay.init(); delay(100); } uint8_t buttonstate; uint8_t cont = 0; void setup() { 56

Πίνακας 2.7: Ανάλυση κόστους ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΚΟΣΤΟΣ Rpi 32 Arduberry 27 E-Health 75 Αισθητήρας σακχάρου 40 Αισθητήρας παλμού και οξυγόνου 55 Αισθητήρας πιεσόμετρου 120 Αισθητήρας γαλβανικής αντίδρασης 30 Αισθητήρας θερμοκρασίας 20 Αισθητήρας θέσης σώματος 40 Αισθητήρας μέτρησης αναπνοής 25 Αισθητήρας ΗΚΓ 35 Αισθητήρας EMG 40 WiFi 40 Bluetooth 15 Antenna 13 Κάμερα 14 LCD οθόνη 112 Ο παραπάνω πίνακας λειτουργεί πληροφοριακά ώστε να γνωρίσουμε τι ακριβώς θα πρέπει να έχει ο υπολογιστής χειρός και πόσο κοστίζει το κάθε ένα εξάρτημα ξεχωριστά. Το ακριβές του σύνολο ανέρχεται στα 733 ακριβώς. Δεν θεωρείται ακριβό το ποσό αν αναλογιστεί κανείς από πόσο χρόνο γλυτώνει το νοσηλευτικό προσωπικό και οι ιατροί επάνω στην ενημέρωση και καταχώρηση των ιστορικών των ασθενών τους. Επίσης, επειδή ο χρόνος είναι χρήμα, όλος ο χαμένος χρόνος θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε χρήμα πάνω σε αυτή την ιδέα. 57

Σύνοψη κεφαλαίου Μέχρι τώρα γνωρίσαμε τις δύο πλακέτες που θα χρησιμοποιηθούν στον υπολογιστή χειρός με σκοπό τη μεταφορά των δεδομένων των εξετάσεων του ασθενούς, αλλά και τους 9 αισθητήρες οι οποίοι θα συνδέονται με τον εν λόγω υπολογιστή και θα καταγράφουν τις ενδείξεις και θα τις στέλνουν στον κεντρικό υπολογιστή στο φάκελο του ασθενούς. Με αυτό τον τρόπο, σύντομα και γρήγορα ο φάκελος του ασθενούς παίρνει ηλεκτρονική μορφή και παραμένει ενημερωμένος. 58

Κεφάλαιο 3. Η συνδεσιμότητα στο PDA 3.1 Bluetooth Αυτή η μονάδα Bluetooth PRO έχει σχεδιαστεί συγκεκριμένα για το Arduino,Raspberry Pi και Intel Galileo.Μπορεί να καλύψει μεγάλο ποσοστό συσκευών. Συνδέεται με Xbee shield και ενσωματώνεται με το iwrap λογισμικό προσφέροντας αρκετές δυνατότητες. - Επιπλέον, στο φόρουμ Libelium αναπτύχθηκε ένα ειδικό API για να επιτραπεί η χρήση με Waspmote. Υπάρχουν πολλές χρήσιμες λειτουργίες, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κατευθυντήρια γραμμή για τα άλλα σχέδια. Συμβουλευθείτε Libelium τοποθεσία web για περισσότερες πληροφορίες. Κόστος 15 Τεχνικά χαρακτηριστικά: Bluetooth Chip: eunistone 31308/2 Version: Bluetooth 2.0 + EDR TX Power: 2.5dBm RX Sensitivity: -86dBm Antenna: 2dBi Outdoor Range: 60 m LOS (Line of sight) Indoor Range: 40 m NLOS (Non line of sight) Κατανάλωση ισχύος ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ OFF Sleep ΟΝ Min power Max power Κατανάλωση ρεύματος 0 < 0,5 ma 2 ma 33,5 ma 36,5 ma 59

3.2 Antenna Εξωτερική σύνδεση 3G-GPRS-GSM/UMTS Antenna για χρήση με το Arduino GPRS. Περιλαμβάνει ένα RPSMA με σπειροειδές καλώδιο UFL. Κόστος κεραίας 13 ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ Αντίσταση Ευαισθησία VSWR ισχύς Connector Μέγεθος θερμοκρασία λειτουργίας 850MHz-900 MHz-2.1 GHz-1800 MHz-1900 MHz 50 Ohms 2,14 dbi <2:1 25W RPSMA 117mm x12,5mm x 4mm -40 C έως 85 C Εικόνα 3.1: Εξωτερική 3G-GPRS-GSM/UMTS Antenna για χρήση με το Arduino GPRS 60

3.3 Σύνδεση Wi-Fi Εικόνα 3.2: Wi-Fi σύνδεση Το RN-XV είναι ένα πιστοποιημένο συστημα Wi-Fi.Οι προγραμματιστές μπορούν να επιλέξουν να χρησιμοποιήσουν την RN-174 πλακέτα για κατασκευή και σχεδιασμό των Wi-Fi συστημάτων που βασίζονται στην RN-XVee. Τα RN-174-K kit περιλαμβάνουν την RN-171 μονάδα, τοποθετημένη σε μια πλακέτα λυχνιών, με τη ρυθμισμένη ισχύ και μια σειριακή σύνδεση σε υπολογιστή. Κόστος πλακέτας 40 Χαρακτηριστικά: Ισχύ Αρχιτεκτονική Firmware Hardware interface Ρυθμός υποδοχής δεδομένων Ψηφιακές θύρες Αναλογικές Ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό Ασύρματη διασύνδεση WiFi πιστοποίηση 4uA ανενεργό, 38mA ενεργό TCP/IP ισχύ 0dBm έως 12dB TTL UART 464Kbps σε UART I/O 8 3 3,3 V Telnet χρησιμοποιώντας απλές εντολές ASCII πάνω σε αναβαθμισμένο λογισμικό (FTP) WEP, WPA-TKIP, WPA2-AES 61

Άμεση συνδεσιμότητα στο διαδίκτυο παρέχει πρόσβαση στο internet σε κάθε κόμβο στο σημείο σύνδεσης, για κάθε κόμβο. 3.4 Η αποστολή των δεδομένων στο Cloud Τηλεϊατρική είναι η χρήση των τηλεπικοινωνιών και τεχνολογιών των πληροφοριών, προκειμένου να παρέχουν κλινικές υγειονομικής περίθαλψης σε απόσταση. Αυτό βοηθά στην εξάλειψη εμποδίων εξ αποστάσεως και μπορούν να βελτιώσουν την πρόσβαση στις ιατρικές υπηρεσίες που συχνά δεν είναι σταθερά διαθέσιμες σε απομακρυσμένες αγροτικές κοινότητες. Επίσης, χρησιμοποιείται για να σώσει ζωές σε κρίσιμη φροντίδα και καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Eίναι ουσιαστικά ένα προϊόν του 20ού αιώνα. Οι εν λόγω τεχνολογίες επιτρέπουν επικοινωνία μεταξύ του ασθενούς και του ιατρικού προσωπικού με ευκολία και πιστότητα, καθώς και τη μετάδοση της ιατρικής απεικόνισης, υγείας και πληροφορικής σε μορφή δεδομένων από μία τοποθεσία σε μία άλλη. Εικόνα 3.3: ehealth συνδεσμολογία 62