Wi-Fi Tabanlı Mobil Hasta Takip Sistemi

Kadir Arslan 1, Ahmet Böbrek 2, İsmail Kırbaş 3 1 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Malzeme Teknolojileri Mühendisliği Bölümü, BURDUR 2 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Malzeme Teknolojileri Mühendisliği Bölümü, BURDUR 3 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, BURDUR

İÇİNDEKİLER 1.Giriş 2.Sistem mimarisi 3.Sistemin çalışma prensibi 4.Wi-Fi Tabanlı Mobil Hasta Takip Sistemi çalışma basamakları 5.Sonuç ve Değerlendirme 6.Kaynakça

GİRİŞ Giyilebilir teknolojilerin ve nano teknolojinin yaygınlaşması ile sensörler küçülmüş ve kullanım alanları artmıştır. Bununla birlikte kablosuz haberleşme teknolojisi gelişmiş ve uzaktan takip sistemleri yaygınlaşmıştır.

Bu teknolojiler ile birlikte verilerin uzaktan takip ve kontrolü de yaygınlaşmıştır. Kablosuz haberleşme teknolojisindeki bu gelişmelere paralel olarak birçok sensör verileriuzaktan ölçülmekte ihtiyaca göre işlenmektedir.

Uzaktan takip edilmesi gereken önemli parametrelerden biri de vücut sıcaklığıdır Vücut sıcaklığındaki değişimler hastalıkların teşhisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra ani ateş yükselmeleri özellikle bebekler ve küçük yaştaki çocuklarda kalıcı hasarlara sebep olabilmektedir.

Vücut sıcaklığındaki değişimler hastalıkların teşhisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu nedenle ani ateş yükselmelerinin yaşanabileceği durumlarda vücut sıcaklığındaki değişimler sürekli olarak izlenmelidir. [1]

Yine bebeklerde ve yatan hastalarda alt değişiminin yapılması hastanın rahatlığı ve sağlığa uygunluk açısından büyük önem taşımaktadır. Yapılan çalışmalarda alt değişiminin zamanında yapılmamasının, idrar ve gaitanın vücuda temas ederek cildin zarar görmesine neden olduğu gözlemlenmiştir. Bu nedenle çeşitli cilt rahatsızlıklarının oluşabileceği gözlemlenmiştir.

Bu hastalıklardan en fazla görüleni halk arasında pişik ismiyle bilinen diaper dermatittir. Dikkat edilmezse hastalık ilerleyerek mantar kolonizasyonunun oluşumuna da sebep olabilir. [3] Hasta veya bebeğin bez bölgesinin temiz tutulması sağlanmalıdır. Bunun yapılabilmesi için de yine alt değişiminin zamanında yapılması gereklidir. [4]

Alt değişiminin zamanı belirli aralıklarla bakıcıların alt kontrolüyle tespit edilir. Fakat bu yöntemle hasta veya bebek sürekli olarak rahatsız edilmektedir. Teknolojinin gelişmesiyle değişim zamanının tespit edilmesinde elektronik sistemler kullanılabilir duruma gelmiştir.

Literatürde genellikle çocuklarda görülen alt ıslatma probleminin çözümüne yönelik cihazlarla ilgili çalışmalar yapılmıştır. Piyasada satılan cihazlar, alt ıslatma sırasında sesli ve titreşimli ikaz vererek çocukları uyarmaktadır. Bu cihazlar çocuklarda alta kaçırma probleminin tedavisinde kullanılmaktadır. [5]

Geliştirilen Prototip ile çocuklarda alt ıslatma tedavisinden farklı olarak alt ıslatmanın yaşanacağı bebekler ve yatan hastaların takip edilerek kontrolün hastayı rahatsız etmeden yapılabilmesi hedeflenmektedir. Bilhassa yetişkin hastalardaki olumsuz psikolojik etki azaltılmış olacaktır.

Dünya nüfusu yaşlandıkça evde hasta bakımı ve takibi önemi giderek artan bir ihtiyaç haline gelmektedir. Bazı hastalıkların teşhis ve tedavi safhalarında hastanın sürekli takibi gerekmektedir. Özellikle ani ateş yükselmesinin görüldüğü hastalıklarda zamanında müdahale edilmemesi kalıcı hasarlara neden olabilir.

Müşahedenin sürekli olarak bir hastane odasında yapılması iş gücü kayıplarına ve hastanın yaşam kalitesinin düşmesine sebep olmaktadır. Oysa giyilebilir küçük ebatlı algılayıcılar ile hastaya ait elde edilmek istenen veriler, hastanın günlük hayat düzeni bozulmadan gözlenebilir ve kayıt altına alınabilir.

Kablosuz algılayıcılar kullanılarak hastalıkların teşhis sürelerinin yanı sıra hastanın sağlık merkezi ile evi arasındaki seyahat sayısı azaltılabilir Hastaların uzaktan izlenmesi ile ilgili literatürde pek çok çalışma bulunmaktadır. Yaşamsal olarak takip edilen üç işaretin (oksijen satürasyon yüzdesi, nabız ve vücut sıcaklığı ) internet üzerinden uzaktan takibi gerçekleştirilmiştir. [6]

EKG ve vücut ısısı taşınabilir izleme birimi olarak adlandırılan bir sistem ile ölçülmüş Bluetooth ve GSM altyapısını kullanarak bilgilerin internet üzerinden aktarımını gerçekleştirmişlerdir. [7] Farklı bir çalışma grubu, Kablosuz bireysel algılayıcı ağ kullanarak, ürettikleri mikrodenetleyicili sistem vasıtasıyla sıcaklık ve nabız değerlerini ölçmüş İnterneti de kullanarak online sağlık izleme sistemi oluşturmuşlardır. [8]

Bu kapsamda yaptığımız çalışma ile alt değişimlerinin zamanında yapılabilmesi ve vücut sıcaklığının takip edilmesi amacıyla kablosuz olarak haberleşebilen mobil cihazlar üzerinden takip edilebilen bir sistem geliştirilmiştir.

Geliştirilen prototip, özgün bir ürün olup, vücut sıcaklığını ölçmekle beraber yaşam konforunu artıracaktır. Fiziksel alt değişim zamanının kontrolü yerine elektronik bir alt kontrol sistemini içermektedir.

Önerilen Sistem Mimarisi Geliştirilen prototip, bebek ve yatan hasta sağlığının düzenli olarak kontrol ve takibi için vücut sıcaklığı ölçebilmekte, alt değişiminin gerekliliğini tespit edebilmekte ve elde ettiği bilgileri kayıt altına alarak raporlayabilmektedir.

Wi-Fi Tabanlı Mobil Hasta Takip Sistemi genel şeması Şekil 1' de gösterilmiştir. Şekil 1. Geliştirilen Sistemin Genel Yapısı

Sistemi meydana getiren Bileşenleri 1.Giyilebilir algılama ünitesi 2.Web üzerinden takip için yazılım

Giyilebilir algılama ünitesi tarafından ölçülen veriler, ESP8266 Wi-Fi modülü kullanılarak kablosuz haberleşme ile internet ortamına aktarılmaktadır. Geriye dönük veriler isteğe göre web server üzerinden incelenebilmektedir.

Projede kullandığımız ESP8266, Wi-Fi modülü, oldukça ekonomik ve kullanışlı bir modüldür. TCP/IP protokolünü desteklemekte olan modülün üzerinde dahili anten bulunmaktadır. Bu özelliği sayesinde ağ bulunan herhangi bir ortamda internet ortamına veri aktarabilmektedir.

Şekil2.ESP8266 Blok Diyagramı

Tablo1 de ESP8266’nın çalışma modları ve güç tüketim değerleri verilmektedir. Çalışma Koşulları Test değerleriBirim Transmit g, OFDM 54 Mbps, Pout=+16 dBm 145mA Transmit n, MCS7, POUT=+18.5 dBm 135mA Transmit g, Paket uzuluğu=1024 Bytes, POUT=- 70 dBm 60mA Uyku modu 15mA Hafif uyku 0.5mA Tasarruf modu 0.9mA Derin Uyku 0.01mA Kapanma mA Tablo1. ESP8266 çalışma modları ve güç tüketim değerleri

Sonuçta elde edilen verilerin web ortamına aktarılmasıyla ve mobil cihazlar ile uzaktan takip edilmesiyle bakıcı ve ebeveynler bilgilendirilmekte, alt ıslaklığı ve vücut ısısının yükseldiği durumlarda uyarı vermekte ve yapılan sistem hayat kurtarıcı bir görev üstlenebilmektedir.

Sistemin Çalışma Prensibi Wi-Fi Tabanlı Mobil Hasta Takip Sistemi; esnek kullanım ve taşınabilmesinin rahat olması amacıyla ESP8266 Wi-Fi modülü kullanılarak kablosuz olarak gerçekleştirilmiştir.

Vücut sıcaklığının takip edilebilmesi amacıyla yoğun bakım ünitelerinde hasta başı monitörlerde de sıklıkla kullanılan NTC tipi algılayıcılar kullanılmıştır. Sıcaklık algılayıcıların kalibrasyonu laboratuvar ortamında hassas ölçü aletleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen algılayıcı ünitenin donanımı, çalışması için gerekli gerilimi bir batarya üzerinden elde etmektedir

Mikrodenetleyici tarafından sinyalin algılanması iletilebilecek dataya dönüştürmesi ve kablosuz vericiye aktarımının yapılması için yazılım hazırlanmıştır. Benzer şekilde mobil cihazların internet aracılığıyla sinyali alabilmesi, yorumlayabilmesi ve gerektiği takdirde uyarı verebilmesi için algılama ünitesinin yazılımından farklı bir yazılım da mobil takip sistemi için hazırlanmıştır.

Bu aşamada, öngörülen sistemin genel yapısı, çalışma düzeni, bileşenleri ve gereksinimleri tespit edilmiş ve sistemin çalışacağı prototip elektronik devresi tasarlanmıştır.

Algılama ünitesi açık şeması Şekil 3’de gösterilmiştir. Şekil 3. Algılama Ünitesi Açık Şeması

Mobil Takip Ünitesi Ekran görüntüsü Şekil 4’te gösterilmiştir. Şekil 4. Mobil Uygulama Ekran Görüntüsü

Sistemin genel akış diyagramı Şekil 5’te gösterilmiştir. Şekil 5. Akış Diyagramı

Mobil takip ünitesi, cep telefonu, PDA, bilgisayar gibi internete bağlanabilen bir cihazdır. Web tabanlı yazılımla hazırlanan yazılımla entegre çalışan cihaz titreşim, ışık, ses gibi uyarı yöntemleri kullanılabilmektedir. Ayrıca hastalık seyri veya algılanan data kayıtları da cihaz üzerinde depolanabilmektedir.

Wi-Fi Tabanlı Mobil Hasta Takip Sistemi çalışma basamakları; 1.Giyilebilir ünite tarafından ölçüm yapılır. 2.Veriler mobil cihazlara Wi-Fi üzerinden aktarılır. 3.Mobil cihaza gelen veriler, önceden belirlenen eşik değerleri ile karşılaştırılır. 4. Eşik değerlerin aşımı halinde sesli ve görsel uyarı üretilir. Şeklinde özetlenebilir.

Sonuç ve Değerlendirme Gelişmekte olan kablosuz haberleşme teknolojileri konusunda deneyim sağlanmıştır. Sıcaklık ölçümlerinde, özellikle ani ateş yükselmesi görülen hastalıkların erken fark edilmesi ile acilen tedbirlerin alınması sağlanabilecektir.

Alt ıslattığını fark edemeyen hastalarda sürekli kontrol yerine uzaktan kontrolün sağlanması yoluyla hasta daha az rahatsız edilecek ve Sürekli kontrolün hasta üzerinde oluşturduğu negatif etkileri azaltacaktır. Yatan hasta ve bebeklerde alt değişiminin zamanında yapılmaması nedeni ile oluşan cilt rahatsızlıklarının önlenebilecektir.

Bu sistem basit ve ekonomik yapısı ile hastanelerde ve evlerde kullanılabilecek bakıcıların ve ebeveynlerin işini kolaylaştıracaktır. Medikal bir ürün olarak değerlendirilebilecek, yerli imkânlarla üretilmesi ekonomiye katkı sağlayacaktır.

İnsanlar üzerine etkisi sosyal bilimlerin, ilave yazılım ve donanımla zenginleştirilmesi teknik bilimlerin araştırma konusudur. Bunun gibi pek çok araştırma da bu konu üzerinden yapılarak akademik literatüre katkı sağlanacaktır.

Elde edilecek bilgi, birikim ve deneyim ile farklı disiplinler arası (tıp, elektronik, biyomedikal, iletişim, görüntü işleme vb.) çalışma gruplarının ortak çalışma konusu olabilecek niteliktedir. Bu cihazın yerli olarak üretilmesi, benzer çalışmalara da teşvik niteliği taşıdığından ayrıca bir katma değer sağlayacaktır.

KAYNAKÇA [1] Mert, A., Seçgin, Ö., and Akan, A., "Sürekli Vücut Sıcaklığı Ölçümü İçin Biyotelemetri Cihaz Tasarımı The Design of a Biotelemetry Device for Continous Body Temperature Monitoring.",Tıp Teknolojileri Ulusal Kongresi, (2014). [2] Kırbaş, İ., Bayılmış, B., Kacar, S., "İnkübatörlerin Uzaktan İzlenmesi ve Kontrolü İçin Yeni Bir Teknoloji: Kablosuz Algılayıcı Ağlar.", Tıp Teknolojileri Ulusal Kongresi, (2010). [3] Akşit, S. “Diaper Dermatit”, Sürekli Tıp Eğitimi Dergisi, (2001).

[4] Başkan, E. B., Tunalı, Ş., “Sık Rastlanan Pediatrik Deri Hastalıkları.”, Güncel Pediatri, (2004). [5] cihazi-ciseson,PR-1164.html( ) cihazi-ciseson,PR-1164.html( ) [6] Eriş, Ö., Korkmaz, H., Toker, K., Buldu, A., “İnternet Üzerinden Hasta Takibi Amaçlı PIC Mikrodenetleyici Tabanlı Kablosuz Pals-Oksimetre Ölçme Sistemi Tasarımı ve LabVIEW Uygulaması.”, VII. Ulusal Tıp Bilişimi Kongresi Bildirileri, (2010).

[7] Aslantaş, V., Kurban, R., “Cep Bilgisayarı (PDA) Tabanlı Taşınabilir Kablosuz Elektrokardiyogram İzleme ve Alarm Sistemi.”, k.pdf, ( ) [8] Çetin, G. D., Bayılmış, C., Kaçar, S., Kırbaş, İ., “Çevrimiçi Sağlık İzleme Sistemi Uygulaması”, Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), 2012

Dinlediğiniz için teşekkür ederim. Kadir ARSLAN