Prezentacja

Prototyp systemu zdalnego monitorowania i
przetwarzania danych medycznych
Autorzy: Piotr Klukowski, Maciej Kobierski, Ewa Kaczmarek, Krzysztof Biereżnoj, Paweł Świątek
1
Cel i wymagania stawiane przed systemem
2
Definicja celu przedsięwzięcia
Stworzenie rozproszonego systemu
informatycznego pozwalającego na wymianę
danych pomiędzy urządzeniami sieci e-zdrowie,
celem gromadzenia, prezentacji oraz interpretacji
pomiarów medycznych.
3
Cel - podejście funkcjonalne
4
Możliwe zastosowania
Wspomaganie diagnostyki medycznej
Monitorowanie stanu diabetyków w celu wspomagania terapii
(dieta, aktywność ruchowa)
Zastąpienie tradycyjnych holterów rozwiązaniem bardziej
uniwersalnym do monitorowania (np. osób z chorobami serca)
Monitorowanie osób starszych (np. przypominanie o
przyjmowaniu lekarstw, wykrywanie upadków)
Obserwacja pacjenta po opuszczeniu przez niego szpitala
Zdalne monitorowanie i wspomaganie planowania
treningów sportowców np. osobisty trener
5
Istniejące Projekty
Mobile ECG
Merkury
TRIL (Technology Reaserch for Independent Living)
6
Wymagania stawiane przed
systemem
Wykorzystanie transparentnej mobilności do
zapewnienia jakości transmisji
Praca w heterogenicznym środowisku
sprzętowym bazującym na ogólnodostępnych
urządzeniach
Możliwość współpracy z urządzeniami
wysyłającymi pomiary z dużą częstotliwością
Bezpieczeństwo przesyłu i archiwizacji danych
7
Transparentna mobilność
(zarys problemu)
Usługi oferowane przez system powinny być
dostępne w dowolnym miejscu i czasie
Mobilność użytkownika nakłada konieczność
przełączania się pomiędzy sieciami
Proces przełączania transmisji może powodować
utratę pakietów oraz opóźnienia transmisji
(Skutki będą zauważalne zwłaszcza w przypadku,
w którym system przesyła dane próbkowane w
czujnikach z częstotliwością rzędu kilkuset herców)
8
Transparentna mobilność
(definicja rozwiązania)
1)
2)
3)
Celem przedsięwzięcia jest implementacja
algorytmu, który będzie zapewniał:
Automatyczny wybór sieci pasującej do
kontekstu sytuacyjnego odbiorcy
Sterowanie przepływem danych podczas
miękkiego przełączania pomiędzy sieciami
Podejmowanie decyzji o przełączeniu transmisji
pomiędzy sieciami
9
Transparentna mobilność
(przykład rozwiązania)
Competition based Soft Handover Management
(CSHM)
Zrównoleglenie transmisji danych podczas
przełączania sieci
Detekcja redundancji danych po stronie odbiorcy
Dodatkowe kryteria:
Minimalizacja kosztów
Minimalizacja zużycia energii
10
Środowisko heterogeniczne
(zarys problemu)
Konieczność odbioru danych zapisanych w
różnych, niemożliwych do przewidzenia a priori,
formatach.
Potrzeba zapewnienia kompatybilności systemu z
możliwie najszerszym spektrum urządzeń
Zapewnienie skalowalności systemu (możliwość
podłączenia urządzeń o różnych możliwościach
prezentacji danych oraz mocy obliczeniowej)
11
Wydajność i archiwizacja
danych
W zależności od badanej cechy czujniki mogą
pobierać pomiary z częstotliwością dochodzącą do
1 kHz.
Problem doboru odpowiednich statystyk do
pomiarów
Konieczność przechowywania dużej liczby
pomiarów, które charakteryzuje mały rozmiar
(rzędu kilkunastu bajtów)
Do realizacji prototypu wykorzystano bazę
zorientowaną na dokumenty: MongoDB.
12
Prezentacja i Zakres działania prototypu
13
Architektura systemu
14
System etapy realizacji
15
Wyznaczenie zadania
Opracowanie
mechanizmu archiwizacji
danych
Opracowanie
mechanizmu prezentacji
i dostępu do danych
Stworzenie projektu
oprogramowania
Podłączenie czujników
Shimmer
Prezentacja prototypu
Wytworzenie prototypów
oprogramowania
uruchamianego w
węzłach sieci e-zdrowie
Oprogramowanie
podstawowej
komunikacji pomiędzy
poszczególnymi węzłami
sieci e-zdrowie
Środowisko
heterogeniczne,
transparentna
mobilność, doskonalenie
systemu
Czujnik firmy Shimmer
Żyroskop
Przyspieszenie
ECG
EMG
GSR (Galvanic Skin Response)
16
Prezentacja prototypu
17
Literatura
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Lorincz K., i inni. „Mercury: A Wearable Sensor Network Platform for
High-Fidelity Motion Analysis”
Galbiati F., i inni. „A new eHealth solution for telecardiology based on
eHIT Health Gateway platform”
Kristiansson J., Parnes P., „Providing Seamless Mobility with
Competition based Soft Handover Management”
McGrath M.J. „SHIMMER™ Validation and Applications”, Intel Digital
Health/TRIL Centre
Burns A., i inni. „SHIMMER™ – A Wireless Sensor Platform for
Noninvasive Biomedical Research”, IEEE SENSORS JOURNAL,
VOL. 10, NO. 9, 2010;
Hermens H.J. „Towards remote monitoring and remotely supervised
training”, Journal of Electromyography and Kinesiology, 2008;
Lim J.E., Choi O.H., Na H.S., Baik D.K. „A context-aware fitness guide
system for exercise optimization in U-health”, IEEE Trans Inf Technol
Biomed, 2009;
18