Informatique mobile

Surveillance à distance des patients à l’aide du mobile et du cloud computing

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INTRODUCTION

L’Internet des objets (IoT) est le prochain changement de paradigme, connectant des capteurs à Internet, collectant des données à des fins d’analyse afin de rendre notre planète plus instrumentée, interconnectée et intelligente. Une personne moyenne a aujourd’hui en moyenne un ou deux appareils mobiles avec elle. Ainsi, profiter de la présence croissante des appareils mobiles peut réduire considérablement les coûts d’équipement dans de nombreuses industries.

A. Motivation

L’application iOS ECG présentée dans cet article se concentre sur le domaine de la santé de l’IoT. Grâce aux progrès des technologies de l’information et de la communication intégrées, nous sommes en mesure de fournir un accompagnement intensifié aux personnes âgées à domicile et en maison de retraite. Ce type de technologie serait utile pour fournir des installations de surveillance ECG aux personnes âgées, aux athlètes et aux gens ordinaires. Offrir la possibilité d’utiliser ces technologies à la maison permettrait aux citoyens de vivre de façon autonome plus longtemps, réduisant ainsi le coût du matériel médical. Les soins de santé sont actuellement confrontés au défi d’une grande quantité de données non structurées, diversifiées et en croissance exponentielle. Les données sont constamment diffusées via des capteurs, des moniteurs et des instruments en temps réel, ce qui est plus rapide que le personnel médical ne peut suivre. Les techniques avancées et les capacités élevées du cloud computing, qui permettent de traiter plus efficacement une grande quantité de données, prennent en charge l’analyse des mégadonnées.

B. Définition du problème

Dans le domaine de la santé de l’IoT, les patients doivent consulter moins souvent leur médecin, car ils peuvent télécharger les données collectées à partir des capteurs vers le cloud. Cela peut être accompli pour une application de surveillance ECG sur l’appareil mobile, qui collecte les données de biosignal à l’aide de capteurs, puis les télécharge dans le cloud pour suivre les données non structurées. Cela réduit le temps d’attente pour le triage dans les hôpitaux, minimise les visites et réduit les coûts de personnel et les opérations administratives. Cette commodité augmente la qualité de vie des patients car ils peuvent profiter d’autres activités au lieu de passer du temps à se rendre à l’hôpital / à la clinique et à faire la queue.

C. Solution proposée

En plus des connaissances médicales, diverses technologies SSE sont impliquées dans les applications de santé basées sur l’IoT, y compris les technologies de microcontrôleur et de capteur, le traitement du signal, les protocoles de communication, la conception de systèmes et de logiciels (à l’aide de modèles de conception bien documentés), les SGBD, les services Web, l’analyse de données et les techniques du cloud. Une telle infrastructure doit non seulement répondre aux exigences fonctionnelles de base, mais également à certaines exigences de qualité non fonctionnelles importantes, telles que les performances, la confidentialité / sécurité, la portabilité, l’évolutivité, la flexibilité et les coûts. Tirant parti de l’idée de l’IoT et des techniques de cloud, cet article présente une solution pour utiliser l’ADC et la carte microcontrôleur, qui obtient les données de biosignal d’une personne à l’aide de capteurs et les envoie sans fil à l’appareil mobile à l’aide de la technologie Bluetooth. Lors de la surveillance de l’ECG du patient, les données surveillées associées aux ondes ECG affichées sur l’application mobile sont enregistrées sous forme de fichier binaire sur la carte numérique sécurisée (SD) de l’appareil et l’utilisateur peut les télécharger dans un langage de requête structuré (SQL) Server private base de données. Avec les bons composants matériels tels que l’ADC, le microcontrôleur et les capteurs, la solution peut surveiller l’ECG d’une personne dans n’importe quel environnement à un faible coût, sans avoir besoin d’acheter un équipement de surveillance d’ECG coûteux.

CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE

A. Soins de santé mobiles:

Les appareils mobiles évoluent rapidement dans le déploiement des services de santé. Notre système est principalement basé sur une surveillance de la santé à long terme en temps réel, en se concentrant sur la demande de vie assistée et d’informations sur la santé. Ainsi, le déploiement d’appareils mobiles dans le système de santé mobile se concentre sur plusieurs caractéristiques importantes d’un système de santé médicale.

B. Communication entre l’appareil mobile et le serveur Web:

Le transfert de données Bluetooth est appliqué dans le système car les fonctionnalités Bluetooth sont disponibles sur de nombreux appareils intelligents, notamment les tablettes portables, les ordinateurs portables, les PC et même les téléviseurs intelligents. Conceptuellement; Bluetooth est un protocole sans fil ouvert qui fonctionne dans la bande 2,4 GHz et est conçu pour un débit de données moyen d’environ 2 Mbps en moyenne.

C.Service Webserver Cloud Healthcare:

Avec l’aide d’un système informatique cloud pour les soins de santé via un serveur Web, un accès direct au système de suivi des soins de santé est possible de n’importe où. Les données ECG sont affichées en temps réel sur l’appareil mobile. Pour garantir un système de suivi de la santé transparent et continu, un système de cloud computing sur serveur Web a été mis en œuvre dans le secteur de la santé.

A. Architecture du système

L’architecture système de bout en bout de ce projet basé sur l’IoT comprend le matériel, l’application mobile et le cloud. L’application comporte trois sous-couches nommées comme suit:

La couche de service, la couche d’application de la plate-forme et la couche de transfert et d’écriture de fichiers montrent comment les multiples couches de l’architecture du système interagissent. La couche matérielle contient l’ADC, le microcontrôleur et les capteurs, qui collectent les données de biosignal et ces données sont envoyées via le canal Bluetooth sur le microcontrôleur à la couche d’application sur un appareil IOS. La couche d’application contient trois sous-couches dans la couche elle-même. La couche de service est la couche op de la couche application, qui interagit avec la couche matérielle. Le service ECG réside dans la couche de service, qui est responsable de la récupération des données de biosignal de la couche matérielle et du stockage des données dans la mémoire tampon du modèle ECG, qui effectue l’écriture des données.

Convertisseur analogique-numérique

1) caractéristiques:

JE. Interface simple pour tous les microprocesseurs.

ii. Fonctionne de manière ratiométrique ou avec un convertisseur 5 VDC ou numérique, un multiplexeur à 8 canaux et une référence de tension adaptée à l’échelle analogique

2) Spécification principale:

JE. Résolution: 8 bits

ii. Alimentation simple: 5 VDC

iii. Faible puissance: 15 mW

iv. Temps de conversion: 100 μs

C. module Bluetooth

1) caractéristiques:

JE. Module Bluetooth 2.1 / 2.0 / 1.2 / 1.1 entièrement qualifié

ii. Faible consommation d’énergie (26uA en veille, 3mA connecté, 30mA en transmission)

2) Applications:

JE. Systèmes de mesure et de contrôle

ii. Capteurs et contrôles industriels

iii. Équipement médical

iv. Accessoires informatiques

D. Recherche et analyse sur le cloud

Les données résidant dans un emplacement central au lieu d’être distribuées à différents endroits offrent une plus grande faisabilité et une meilleure sécurité des données. Parce que la protection des données médicales critiques des biosignaux individuels est une exigence éthique, le modèle de conception architecturale centralisée de l’application ECG IOS a été choisi. Dans notre conception architecturale, les données surveillées pour tous les patients sont stockées dans un emplacement centralisé, séparé par un identifiant unique pour identifier les données de différentes personnes. Étant donné que toutes les données sont stockées au même endroit, il est facile d’interroger la base de données et d’effectuer une analyse des données sur la base des données combinées. Voici quelques-uns des avantages et des inconvénients d’un modèle de conception architecturale centralisée:

3) Avantages:

JE. Les données sont simplement placées sur le serveur.

ii. L’espace de stockage des données dans le cloud est utilisé efficacement.

iii. Toutes les données associées sont conservées ensemble.

iv. La redondance des données est évitée.

v. Il s’agit d’un service unifié offert à tous les utilisateurs.

vii. La sécurité des données s’est améliorée par rapport à un système décentralisé

5) Algorithme:

1. Commencer

2. Lisez les activités électriques du cœur du corps humain à l’aide de capteurs.

3. Transmettre les signaux à ADC

4. Convertir en fichier binaire

5. Le fichier binaire est passé au microcontrôleur

6. Transférez le fichier sur l’appareil iOS via le module Bluetooth

7. Télécharger le fichier sur le cloud privé

8. Les personnes autorisées surveillent les données du patient.

9. Arrêtez

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