zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Y Tế - Sức Khoẻ

» Y khoa - Dược

Thiết kế thiết bị giám sát sức khỏe không dây

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

29
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này nghiên cứu và thiết kế một thiết bị giám sát sức khỏe không dây (thiết bị đeo tay) có chức năng đo lường các chỉ số liên quan đến sức khỏe của nhiều bệnh nhân trong một phòng bệnh và truyền thông tin dữ liệu đến bộ thu trung tâm. Thiết bị thu sẽ tiến hành nhận dữ liệu, phân tích các chỉ số trên để xác định tình trạng sức khỏe theo thời gian thực. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế thiết bị giám sát sức khỏe không dây

KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 THIẾT KẾ THIẾT BỊ GIÁM SÁT SỨC KHỎE KHÔNG DÂY Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Bình Sinh viên thực hiện: Đỗ Ngọc Thành Lớp: CQ.56.TĐH Nguyễn Trọng Nhật Lớp: CQ.56.TĐH Tóm tắt: Ở nước ta hiện nay, hệ thống cơ sở vật chất y tế hầu hết ở các bệnh viện còn lạc hậu, việc chăm sóc và theo dõi sức khỏe cho bệnh nhân còn bị động và chưa có thiết bị hỗ trợ nhiều, thao tác còn thủ công. Việc ứng dụng IoT và những thành tựu công nghiệp 4.0 vào trong mọi lĩnh vực của đời sống, trong đó lĩnh vực y tế sẽ nâng cao chất lượng cuộc sống cũng như nâng cao khả nâng chăm sóc sức khỏe con người. Đây là động lực để nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu và thiết kế một thiết bị giám sát sức khỏe không dây (thiết bị đeo tay) có chức năng đo lường các chỉ số liên quan đến sức khỏe của nhiều bệnh nhân trong một phòng bệnh và truyền thông tin dữ liệu đến bộ thu trung tâm. Thiết bị thu sẽ tiến hành nhận dữ liệu, phân tích các chỉ số trên để xác định tình trạng sức khỏe theo thời gian thực. Đồng thời, gửi thông tin, dữ liệu của từng người lên máy chủ đám mây, từ đó cho phép các phần mềm giám sát trên điện thoại thông minh và máy tính truy cập dữ liệu. Dữ liệu sức khỏe cũng được lưu trữ và quản lý theo thời gian trong cơ sở dữ liệu và thiết bị sẽ phát ra tín hiệu cảnh báo trong các trường hợp khẩn cấp. Như vậy, thiết bị này sẽ hỗ trợ đắc lực cho bác sĩ theo dõi bệnh nhân, cũng như giúp người bệnh xử lý kịp thời những trường hợp khẩn cấp nhằm tránh xảy ra những sự cố đáng tiếc. Từ khóa: IoT, công nghiệp 4.0, thiết bị đeo tay không dây, theo dõi sức khỏe online 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề sức khỏe của con người được đặt lên hàng đầu và cần được chú trọng hơn do hiện nay có nhiều thay đổi về thói quen sinh hoạt và sử dụng thực phẩm. Theo thống kê, tình trạng sức khỏe của con người ngày càng đi xuống do nhiều thực phẩm chứa các chất độc hại, dẫn đến nhiều loại bệnh xuất hiện và việc chăm sóc sức khỏe trở nên khó khăn hơn. Trên thế giới hiện nay, với sự phát triển của ngành điện tử đang trở thành một ngành đa nhiệm vụ, đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng của các ngành và nhiều lĩnh vực khác nhau cho đến nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hàng ngày. Một trong những ứng dụng quan trọng của ngành công nghệ điện tử trong chăm sóc sức khỏe con người là ứng dụng các công nghệ cảm biến để các chỉ số trên cơ thể như: đo nhiệt độ bằng hồng ngoại, đo nhịp tim và nồng độ ôxy trong máu, đo điện tim, đo huyết áp, … Ở nước ta hiện nay, trên thị trường đã có những thiết bị đeo tay có thể đo lường các chỉ số liên quan đến sức khỏe như thiết bị đồng hồ thông minh đeo tay của hãng Apple, Samsung, … Tuy nhiên, giá thành của các thiết bị này rất cao và hơn nữa dữ liệu sức khỏe không được quản lý tập trung mà chỉ có cá nhân người sử dụng theo dõi độc lập, không cho phép bác sĩ truy cập giám sát được. Vì vậy, nghiên cứu này đề xuất thiết bị có giá thành rẻ và hỗ trợ theo dõi tình trạng sức khỏe bệnh nhân nhằm nâng cao chất lượng đời sống con người. P a g e 18 | 82
KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH 2.1. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu, tổng hợp các ứng dụng thành tựu của công nghệ đo lường cũng như ứng dụng IoT vào trong lĩnh vực y tế. - Nghiên cứu, tổng hợp các thiết kế thiết bị đeo tay không dây trên thị trường. - Thực nghiệm, đưa thiết bị sau khi thiết kế vào thử nghiệm trong thực tế nhằm đánh giá chất lượng thiết bị. - Đánh giá và so sánh chất lượng với các thiết bị khác. 2.2. Phương tiện nghiên cứu - Máy tính. - Điện thoại thông minh với hệ điều hành Android. - Internet. - Phần mềm liên quan như: Visual Studio, Android Studio, Arduino IDE, ... 2.3. Nội dung nghiên cứu 2.3.1. Tổng quan về nền y tế ở Việt Nam Hiện nay, hệ thống y tế nước ta chia tách thành nhiều bộ phận trong khi nguồn lực về thiết bị và con người thiếu và yếu. Ở các địa phương tồn tại nhiều bệnh viện chuyên khoa có quy mô nhỏ lẻ, chưa bảo đảm được về chất lượng thiết bị và đội ngũ bác sĩ chuyên khoa nên không đáp ứng được nhu cầu khám, chữa bệnh của người dân. Hệ thống y tế tuyến huyện lạc hậu, chất lượng không ổn định trong những năm qua, đồng thời, trạm y tế tuyến xã, phường thay đổi cơ quan chủ quản nhiều lần dẫn đến tình trạng chưa đảm bảo về chất lượng dịch vụ và nguồn lực y tế. Để đáp ứng được nhu cầu phục vụ nhân dân, cần đưa ra những giải pháp khắc phục điểm yếu trên mà đặc biệt cần chú trọng ở khâu nâng cao chất lượng khám và chữa bệnh, khắc phục cơ bản tình trạng quá tải ở bệnh viện 2.3.2. Cơ sở lý thuyết trong giám sát sức khỏe không dây Các chỉ số liên quan đến sức khỏe như: nhịp tim, nồng độ ôxi trong máu, nhiệt độ cơ thể, … có thể phản ánh được cơ bản tình trạng sức khỏe con người. Việc ứng dụng các công nghệ cảm biến đo lường các chỉ số trên trong thiết kế thiết bị là thực sự cần thiết. Các dữ liệu đo lường sẽ được truyền tải và lưu trữ dựa trên nền tảng công nghệ IoT. Việc truyền dữ liệu có thể thông qua chuẩn truyền thông đặc trưng như: RF, wifi, … Từ đó, giúp người theo dõi có thể truy cập dữ liệu mọi nơi mọi lúc. 2.3.3. Thiết kế thiết bị giám sát sức khỏe không dây Thiết kế phần cứng: Mạch đo và truyền dữ liệu,mạch thu dữ liệu. P a g e 19 | 82
KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 - Mạch đo và truyền dữ liệu bao gồm 5 khối sau: Hình 1. Sơ đồ các khối của mạch đo và truyền dữ liệu + Khối vi điều khiển: Sử dụng vi điều khiển Atmega328p. + Khối hiển thị: Để tương tác với người dùng thông qua màn hình OLED + Khối đo lường: Đo nhiệt độ, nhịp tim, nồng độ ôxi trong máu, ... + Khối truyền dữ liệu RF: gửi dữ liệu tới mạch thu. + Khối nguồn nuôi: Tạo ra nguồn 5VDC để nuôi toàn bộ năng lượng cho mạch. - Mạch thu dữ liệu bao gồm 6 khối sau: Hình 2. Sơ đồ các khối của mạch thu dữ liệu + Khối nhận dữ liệu từ sóng vô tuyến: Dùng mô đun ZIGBEE CC2530 để nhận tín hiệu. + Khối giao tiếp máy tính và MQTT: giao tiếp UART để nhận dữ liệu đề phòng trường hợp mất wifi nhưng đảm bảo dữ liệu không bị thất thoát. P a g e 20 | 82
KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 + Khối vi điều khiển: Sử dụng vi điều khiển Atmega2560. + Khối nguồn nuôi: Sử dụng nguồn 5VDC cấp từ bên ngoài hoặc trực tiếp từ máy tính. + Khối hiển thị: Dữ liệu hiển thị trên điện thoại thông minh và máy tính. + Khối cảnh báo: Cảnh báo qua cuộc gọi hoặc âm thanh. Xây dựng phần mềm: Phần mềm được xây dựng từ tính năng mã nguồn mở của hệ điều hành Android cho các điện thoại thông minh và ngôn ngữ lập trình giao diện C# cho máy tính. Các hệ thống lập trình này là nền tảng cho việc xây dựng phần mềm giao diện giám sát thông tin chỉ số sức khỏe. Bên cạnh đó hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu Microsoft mySQL cũng được sử dụng để phát triển. 2.3.4. Thực nghiệm và đánh giá Sau khi quá trình nghiên cứu và thiết kế hoàn tất, thiết bị đo được đeo vào tay thử nghiệm tính năng đo và truyền dữ liệu đến thiết bị thu trung tâm. Hình 3. Hình ảnh của thiết bị đo và thiết bị thu đưa vào thử nghiệm Giao diện phần mềm giám sát trên điện thoại thông minh: Hình 4. Giao diện giám sát của phần mềm giám sát thông tin chỉ số sức khỏe trên điện thoại P a g e 21 | 82
KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 Giao diện phần mềm giám sát trên máy tính hiển thị đầy đủ các thông tin chỉ số liên quan đến sức khỏe cũng như tình trạng hiện tại của sức khỏe. Hình 5. Giao diện giám sát của phần mềm giám sát thông tin chỉ số sức khỏe trên máy tính Hình 6. Giao diện truy cập lịch sữ dữ liệu phần mềm giám sát thông tin chỉ số sức khỏe trên máy tính Phân tích xử lý số liệu: Thông tin các chỉ số nhận về từ thiết bị đo lường tương đối chính xác và xử lý các số liệu, đặt ngưỡng cảnh báo cho các chỉ số tương đối ổn định, tín hiệu cảnh báo có tốc độ đáp ứng nhanh. Đánh giá: - Nhìn chung thiết bị đáp ứng được yêu cầu đặt ra là thu thập chỉ số sức khỏe của nhiều người, dữ liệu được quản lý bởi một cơ sở dữ liệu cùng giao điện giám sát trực quan. - Xây dựng được thiết bị đo các chỉ số sức khỏe quan trọng. - Xây dựng được phần mềm giám sát trên điện thoại thông minh có hệ điều hành android và phần mềm trên máy tính. P a g e 22 | 82
KỶ YẾU NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2018-2019 Định hướng phát triển: - Tối ưu hóa kích thước cũng như chất lượng cảm biến nhằm nâng cao chất lượng và độ chính xác của thiết bị. - Tích hợp thêm nhiều cảm biến khác để đo các chỉ số khác như: bước chân, kalo, huyết áp, … - Cải tiến mẫu mã hình dáng, cũng như cập nhật nhiều tính năng mới, … 3. KẾT LUẬN Thông qua quá trình nghiên cứu và thiết kế nhóm tác giả đã thiết kế được một thiết bị cho phép đo lường các chỉ số liên quan đến sức khỏe hiển thị đầy đủ trạng thái sức khỏe trên phần mềm được xây dựng trên hệ điều hành Android cho điện thoại thông minh và phần mềm trên trên hệ điều hành Windows cho máy tính. Qua quá trình thử nghiệm, thiết bị đeo tay nhóm tác giả thiết kế đã mang lại những hữu ích vô cùng to lớn trong công tác chăm sóc sức khỏe cho bệnh nhân nói riêng và con người nói chung. Kết quả nghiên cứu đã giúp giảm chi phí, nguồn nhân lực, giảm thiểu tình trạng quá tải ở các bệnh viện. Thiết bị cần được đầu tư nhiều hơn về mẫu mã, chất lượng, kích thước để đáp ứng nhu cầu thực tế và ứng dựng rộng rãi trong ngành y tế. Tài liệu tham khảo [1]. Nguồn: https://Arduino.vn. [2]. Nguồn: https://github.com. [3]. “Điều khiển thiết bị từ xa bằng sóng RF”, https://tailieu.vn. [4]. ZIGBEE CC2530 manual, http://www.ti.com/lit/ug/swru191f/swru191f.pdf. [5]. MAX30100manual,https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX30100.pdf. P a g e 23 | 82

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.