DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2019.86.1.29

Система інтернету речей для моніторингу стану пацієнта

A. Gurko, Ye. Al-Dara

Анотація


Актуальність. Інтернет речей – це технологія, яка стає частиною різних галузей нашого життя, включаючи охорону здоров'я. В даний час в розвинених країнах деякі лікарні та інші медичні установи вже використовують системи інтернету речей для моніторингу стану здоров'я пацієнтів. Однак більшість з цих систем є дорогими і досить складними. Крім того, вони призначені для використання виключно медичним персоналом. Все це призводить до того, що зазначені системи залишаються недоступними для масового застосування, а постійне спостереження за пацієнтами як і раніше здійснюється при безпосередній присутності лікарів, медсестер тощо. У той же час таке постійне спостереження за пацієнтом також вимагає досить високих фінансових витрат та часу. Більш того, деякі люди, наприклад, люди похилого віку або з хронічними захворюваннями не мають можливості постійно перебувати під медичним наглядом. Мета: підвищення швидкості та якості медичної допомоги пацієнтам за рахунок періодичного моніторингу їх стану здоров'я та швидкого дистанційного інформування інших людей про цей стан. Метод. Пропонується система на основі інтернету речей для періодичного моніторингу параметрів стану здоров'я пацієнта та передачі отриманої інформації медичному персоналу або родичам пацієнта в режимі реального часу. Визначено вимоги до системи та запропонована її архітектура, що включає плату Arduino, набір датчиків, інтернет і GSM модулі, а також аналітичну платформу для інтернету речей. Визначено основні параметри стану здоров'я пацієнта, що необхідно відстежувати, та відповідне обладнання для контролю параметрів стану пацієнта. Результати. Розроблено прототип системи, що здійснює моніторинг пульсу пацієнта і відправку отриманої інформації через хмарову платформу для інтернету речей медичному персоналу або родичам пацієнта. Результати експерименту по вимірюванню пульсу 12 осіб і відправці отриманої інформації до хмари показали ефективність роботи системи. Висновки. Розроблена система може використовуватися як в лікарнях, так і вдома. Основною перевагою системи є низька ціна відносно аналогів, простота у використанні, компактність і гнучкість при вимірюванні різних параметрів стану пацієнта. Подальші дослідження пов'язані з оснащенням системи GSM-модулем для відправки SMS в разі, якщо значення будь-якого з параметрів відхиляється від нормального, а також для відповіді на запити користувачів про стан пацієнта.


Ключові слова


інтернет речей; моніторинг стану здоров'я; вимірювання пульсу; Arduino

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Hermann M., Pentek T., Otto B. Design principles for Industrie 4.0 scenarios: a literature review, in Proceedings of the 49th Hawaii international conference on system sciences, 2016, pp. 3928–3937. DOI: 10.1109/HICSS.2016.488

Somayya M., Ramaswamy R., Tripathi S. Internet of things (IoT): a literature review. Journal of Computer and Communications, pp. 164–173, 2015. DOI: 10.4236/jcc.2015.35021

Sun W., Cai Z., Li Y. et al. Security and privacy in the medical internet of things: a review, Hindawi: Security and Communication Networks, vol. 2018, Article ID 5978636, p. 9, 2018. DOI: 10.1155/2018/5978636

Eysenbach G. What is e-health? Journal of Medical Internet Research, vol. 3(2): e20, 2001. DOI:10.2196/jmir.3.2.e20

Vladzimirskiy A. V. Telemeditsina [Telemedicine]. Donetsk: Noulidzh, 2011, 436 p. (in Russian)

Dharani J., Divya C., Fareen R. F. F. et al. IoT Based Advanced Universal Patient Health (UPH) Observation System Using Raspberry Pi 3B,” International Journal of Engineering and Technical Research, vol. 8, N 4, pp. 5–10, 2018.

Dimitrov D. V. “Medical internet of things and big data in healthcare, Healthcare Informatics Research, vol. 22, N 3, pp. 156–163, 2016. DOI: 10.4258/hir.2016.22.3.156

Valera A. J. J., Zamora M. A., Skarmeta A. F. G. An architecture based on Internet of Things to support mobility and security in medical environments, in Proceedings of the 7th International conference IEEE Consumer communications and networking conference, pp. 1–5, 2010. DOI: 10.1109/ccnc.2010.5421661.

Gomez J., Oviedob B., Zhuma E. Patient monitoring system based on Internet of Things, Procedia Computer Science, vol. 83, pp. 90–97, 2016. DOI: 10.1016/j.procs.2016.04.103

Strihalyuk B. M., Kolodiy R. S., Sekela M. V. Kiberfizychni tekhnologii monitoryngu stanu kardiolohichnykh patsientiv v systemi

telemedytsyny [Cyberphysical technologies of monitoring the status of cardiac patients in the telemedicine system]. Shtuchnyi Intelekt – Artificial Intelligence, vol. 3, pp. 144–150, 2016 (in Ukrainian).

Mohammed J., Lung C.-H., Ocneanu A. et al. Internet of Things: remote patient monitoring using Web services and cloud computing, in Proceedings of IEEE International Conference on Internet of Things, and IEEE Green Computing and Communications and IEEE Cyber, Physical and Social Computing, pp. 256–263, 2014. DOI: 10.1109/ithings.2014.45.

Abdel-Basset M., Mohamed M. A novel and powerful framework based on neutrosophic sets to aid patients with cancer, Future Generation Computer Systems, vol. 98, pp. 144–153, 2019. DOI: 10.1016/j.future.2018.12.019

Gokilavani R., Gokulapriya M., Jasmine Christy A. R. et al. Anesthesia control system with multi sensor using Arduino, International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering, vol. 6, N 3, pp. 86–90, 2019.

Blood Pressure Sensor (Sphygmomanometer) v2.0 for e-Health Platform [Biometric / Medical Applications]. Internet: https://www.cooking-hacks.com/shop/sensors/e-health/blood-pressure-sensor-sphygmomanometer-v2-0 [Jun.18, 2019].

MyoWare Muscle Sensor Kit. Available at: https://www.sparkfun.com/products/14409 [Jun.18, 2019].

Pulse Sensor Pin and Working Details. Internet: https://www.androiderode.com/pulse-sensor-pin-and-working-details/ [Jun.18, 2019].

What is a normal heart rate? Available at: https://www.livescience.com/42081-normal-heart-rate.html/ [Jun.18, 2019].

Kyjanyca O. Normal'nyj pul's: pokaznyky normy dlja cholovikiv i zhinok [Normal heart rate: normal indexes for men and women]. Arrhythmia.center Journal of Heart Health. Available at: https://arrhythmia.center/ua/ normalnyiy-puls-pokazateli-normyi-dlya-muzhchin-i-zhenshhin/ (in Ukrainian) [Jun.18, 2019].


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Hermann M. Design principles for Industrie 4.0 scenarios: a literature review / M. Hermann, T. Pentek, B. Otto // 49th Hawaii international conference on system sciences, Koloa, 5–8 January 2016: proceedings. – IEEE, 2016. – P. 3928–3937. DOI: 10.1109/HICSS.2016.488

2. Somayya M. Internet of things (IoT): a literature review / M. Somayya, R. Ramaswamy, S Tripathi // Journal of Computer and Communications. – 2015. – P. 164–173. DOI: 10.4236/jcc.2015.35021

3. Security and privacy in the medical internet of things: a review / [W. Sun, Z. Cai, Y. Li et al.] // Hindawi: Security and Communication Networks. – 2018. – Vol. 2018, Article ID 5978636. – 9 p. DOI: 10.1155/2018/5978636

4. Eysenbach G. What is e-health? / G. Eysenbach // Journal of Medical Internet Research. – 2001. – Vol. 3(2): e20. DOI:10.2196/jmir.3.2.e20

5. Владзимирский А.В. Телемедицина [монография] / А. В. Владзимирский. – Донецк: Изд-во «Ноулидж», 2011. – 436 с.

6. IoT Based Advanced Universal Patient Health (UPH) Observation System Using Raspberry Pi 3B / [J. Dharani, C. Divya, R. F. F. Fareen et al.] // International Journal of Engineering and Technical Research. – 2018. – Vol. 8, N 4. – P. 5–10.

7. Dimitrov D. V. Medical internet of things and big data in healthcare / D. V. Dimitrov // Healthcare Informatics Research. – 2016. – Vol. 22, N 3. – P. 156–163. DOI: 10.4258/hir.2016.22.3.156

8. Valera A. J. J. An architecture based on Internet of Things to support mobility and security in medical environments / A. J. J. Valera, M. A. Zamora, A. F. G. Skarmeta // IEEE Consumer communications and networking conference: 7th international conference, Las Vegas, November 2010: proceedings. – IEEE, 2010. – P. 1–5. DOI:10.1109/ccnc.2010.5421661.

9. Gomez J. Patient monitoring system based on Internet of Things / J. Gomez, B. Oviedob, E. Zhuma // Procedia Computer Science. – 2016. – N 83. – P. 90–97. DOI: 10.1016/j.procs.2016.04.103

10. Стрихалюк Б. М. Кіберфізичні технології моніторингу стану кардіологічних пацієнтів в системі телемедицини / Б. M. Стрихалюк, Р. С. Колодій, М. В. Секела // Штучний інтелект. – 2016. – № 3. – С. 144–150.

11. Internet of Things: remote patient monitoring using Web services and cloud computing / [J. Mohammed, C.-H. Lung, A. Ocneanu et al.] // IEEE International Conference on Internet of Things, and IEEE Green Computing and Commu-nications and IEEE Cyber, Physical and Social Computing: Taipei, Taiwan, 1–3 September 2014: proceedings. IEEE, 2014. – P. 256–263. DOI:10.1109/ithings.2014.45.

12. Abdel-Basset M. A novel and powerful framework based on neutrosophic sets to aid patients with cancer / M. Abdel-Basset, M. Mohamed // Future Generation Computer Systems. – 2019. – Vol. 98. – P. 144–153. DOI: 10.1016/j.future.2018.12.019

13. Anesthesia control system with multi sensor using Arduino / [R. Gokilavani, M. Gokulapriya, A. R. Jasmine Christy et al.] // International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering. – 2019. – Vol. 6, N 3. – P. 86–90.

14. Blood Pressure Sensor (Sphygmomanometer) v2.0 for e-Health Platform [Biometric / Medical Applications] [Electronic resource]. – Access mode: https://www.cooking-hacks.com/shop/sensors/e-health/blood-pressure-sensor-sphygmomanometer-v2-0.

15. MyoWare Muscle Sensor Kit [Electronic resource]. – Access mode: https://www.sparkfun.com/products/14409 (accessed: 18.06.2019.

16. Pulse Sensor Pin and Working Details [Electronic resource]. – Access mode: https://www.androiderode.com/pulse-sensor-pin-and-working-details/ (accessed: 18.06.2019.

17. What is a normal heart rate? [Electronic resource]. – Access mode: https://www.livescience.com/42081-normal-heart-rate.html/ (accessed: 18.06.2019).

18. Кияница О. Нормальний пульс: показники норми для чоловіків і жінок / О. Кияница // Arrhythmia.center Journal of Heart Health [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://arrhythmia.center/ua/normalnyiy-puls-pokazateli-normyi-dlya-muzhchin-i-zhenshhin/ (дата звернення: 18.06.2019).