UZAKTAN SAĞLIK İZLEME UYGULAMALARINDA KAYNAK KISITLARININ İZLEME SÜRESİNE ETKİSİ Ar.Gör. Özgün PINARER Yrd.Doç.Dr. Atay ÖZGÖVDE Yrd.Doç.Dr. Burak ARSLAN Galatasaray Üniversitesi Mühendislik ve Teknoloji Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü 4/13/2017

Sunum İçeriği E-sağlık nedir ? E-sağlık uygulamarı Uygulamaya uygun donanım özellikleri Sınırlı pil enerjisi Kullanılan donanım ve özellikleri EKG Kipi, EKG işareti Nabız Bilgisinin Çıkarımı Gömülü Sistem Akış Şeması Deneyler Düğüm izleme süresinin uzatılması Gömülü hesaplama ile enerji veriminin yükseltilmesi Sonuçlar 4/13/2017

E-Sağlık Nedir Hastanın gündelik yaşamını en az etkileyecek bir kurulum ve donanımla, ilgili bilgilerin toplanması, işlenmesi ve gerekli alarm durumlarının belirlenmesi Vücut üzeriden ölçüm yapılması Bu ölçülerin kablosuz olarak yerel merkeze gönderilmesi Verilerin işlenmesi ve alarmların üretilmesi Verilerin merkezi bir sunucuya iletilmesi ve sağlık personelinin erişimine sunulması 4/13/2017

E-Sağlık Uygulamaları Kimlere yönelik : Bağımsız yaşam sürdürebilmeleri için desteğe ihtiyacı olan hastalık sahibi insanlara yönelik çözüm uygulamaları Neden e-sağlık : Hastahane bakım maliyetlerinin artması Gelişmiş ülkelerde yaşlanan nüfus olgusu 4/13/2017

Uygulamaya Uygun Donanım Ev içi uzaktan sağlık uygulamalarında kullanılan donanım özellikleri: Giyilebilir ya da taşınabilir Ufak boyutlu Kablosuz iletişim özelliği Kablosuz Algılayıcı Ağlar Teknolojisi 4/13/2017

Sınırlı Pil Enerjisi Kablosuz Algılayıcı Ağlar teknolojisindeki en önemli kısıt Sürekli kullanım için düğümlerin düzenli olarak sarj edilmesi gerekmektedir. 4/13/2017

Kullanılan Donanım SHIMMER (Sensing Health with Intelligence, Modularity, Mobility and Experimental Reusability) http://www.shimmer-research.com/ Giyilebilen donanım şeklinde tasarlanmıştır. 4/13/2017

Donanım Seti 3 x Shimmer Düğümü 2 x Gyro Kipi 2 x AnEX Kipi 2 x Programlama ünitesi 2 x EMG Kipi 2 x ECG Kipi 1 x 6 Şarj Cihazı 3 x 2GB microSD kart 1 x USB bellek 14 x ECG/EMG kablosu 2 x Standart kol/bilek kemeri 2 x Standart göğüs/kalça kemeri 4/13/2017

Donanım 4/13/2017

SHIMMER Donanım Özellikleri Teknik Özellik Değer Mikroişlemci MSP430F1611 Algılama Kipleri EKG, İvme, Jiroskop, EMG, GSR Analog/Sayısal Çevrim 8 Kanal, 12Bit Analog Genişleme Var Haberleşme Kipleri Bluetooth/802.15.4 SD kart desteği Bellek Boyutu 10Kbyte RAM, 48Kbyte Flash Pil 280 mAh Boyut 53mm x 32mm x 15mm Ağırlık (pil dahil) 20 gr İşletim Sistemi TinyOS Programlama Dili NesC 4/13/2017

EKG İşareti Kalp tarafında üretilen elektriksel aktivitenin kaydedilmesi Her kalp atımında kendini tekrarlayan dalga Einthoven üçgeni 4/13/2017

EKG Kipi Einthoven üçgeni RL: Elektrik güvencesi sağlamak amacıyla topraklama görevi görür. 4/13/2017

Nabız Bilgisi Çıkarımı D1: örneklenmiş veri D2: tüm tepe noktaları D3: R-tepeleri D4: genlik eşik değeri T: zaman R1: 1. QRS tepesi t1: R1 noktasının zaman bilgisi R2: 2. QRS tepesi t2: R2 noktasının zaman bilgisi Nabız Değeri = 60 / (t2 - t1) 4/13/2017

Nabız Bilgisi Çıkarımı Merkezi Hesaplama Algılayıcı düğümler örnekledikleri EKG verisini merkeze iletirler. RF paket sıklığı EKG örnekleme sıklığına eşittir (500Hz). Merkezde çalışan algoritma ile nabız bilgisi hesaplanır. Gömülü Hesaplama Algılayıcı düğümler örnekledikleri EKG verisini merkeze yollamadan işler. Nabız bulma algoritması düğüm üstünde çalışmaktadır. RF paket gönderim sıklığı 1Hz olarak belirlenmiştir. 4/13/2017

Gömülü Sistem Akış Şeması 4/13/2017

Gömülü Sistem Akış Şeması 4/13/2017

Kullanılan Gömülü Sistem /home/tiny1/tinyos-1.x/contrib/handhelds/apps/ 4/13/2017

Deney Kurulum Değişkenleri Değer Çalışma Kipi EKG (tek kanal) Örnekleme Sıklığı 500 Hz Bağlantı Şekli 3 Elektrodlu Einthoven üçgeni + topraklama Topraklama Wilson Tipi RF Haberleşme Bluetooth (RN-42) RF Paket iletimi 1 Hz (GH Kipi), 500 Hz (MH Kipi) GH: gömülü hesaplama MH: merkezi hesaplama 4/13/2017

Düğüm İzleme Süresinin Uzaması Varsayılan akım değerleri: Mikroişlemci ortalama çalışma: 1 mA Mikroişlemci en yüksek çalışma: 5 mA Bluetooth paket gönderim: 20 mA Bluetooth düşük enerji kipi: 2 mA Gömülü Hesaplama kullanıldığında: Mikroişlemci ortalama çalışma: 2 mA Bluetooth ortalama çalışma: 2 mA 4/13/2017

Gömülü Hesaplama ile Enerji Verimi   Merkezi İşaret İşleme Gömülü İşaret İşleme MCU Ort. Akım 0.5 mA 1mA Bluetooth Ort. Akım 20 mA 2mA İzleme Süresi 0.5 gün 3.8 gün 4/13/2017

Sonuç Amaç: Ölçülen nabız bilgisinin gömülü hesaplama teknikleri kullanılarak yerel olarak hesaplanması Enerji veriminin yükseltilmesi Sonuç: Gömülü hesaplama yöntemi ile RF haberleşme sıklığı 500 Hz’den 1 Hz’ye indirilmiştir. Düğüm ömründe yaklaşık 6.5 kat iyileşme sağlanmıştır. 4/13/2017

Dinlediğiniz için teşekkürler… 4/13/2017