đồ án tốt nghiệp ỨNG DỤNG INTERNET TRONG VIỆC THEO DÕI SỨC KHỎE BỆNH NHÂN TIM MẠCH

PHẦN MỞ ĐẦU Phần này trình bày ý tưởng, nội dung, phương pháp nghiên cứu và kết quả đạt được của đồ án xuất phát từ các nhu cầu thực tiễn trong cuộc sống. Việt Nam đang bước vào giai đoạn già hóa dân số với những thách thức lớn. Số người cao tuổi tăng nhanh đòi hỏi sự chăm sóc cả về thể xác lẫn tinh thần. Hơn nữa, xu hướng bệnh tật thế giới cũng như Việt Nam đang thay đổi. Nếu trước đây những bệnh cấp tính lây nhiễm như dịch hạch, sốt rét, nhiễm khuẩn các loại hay gặp thì hiện nay các bệnh không lây nhiễm như bệnh tim mạch, đái tháo đường, ung thư ngày càng nhiều. Theo số liệu của Bộ Y tế công bố năm 2012, tỷ lệ người cao tuổi có sức khỏe tốt chỉ chiếm khoảng 5%. 95% còn lại mắc các bệnh khác, trong đó bệnh tăng huyết áp chiếm gần 40%. Cũng theo một thống kê khác của Bộ Y Tế Việt Nam, tỷ lệ mắc và chết do bệnh lý không lây nhiễm năm 1976 lần lượt là 43%, 45% thì đến năm 2003 các tỷ lệ này là 61%, 59%. (1) Vì vậy, việc giám sát sức khỏe, đưa ra những cảnh báo kịp thời có ý nghĩa vô cùng to lớn. Trên cơ sở đó, ý tưởng thiết kế một hệ thống để theo dõi và đưa ra cảnh báo về tình trạng sức khỏe của bệnh nhân tim mạch đã được nhóm hình thành. Đối tượng mà hệ thống này hướng đến là bệnh nhân tim mạch cần được theo dõi tình trạng hoạt động của tim một cách sát sao. Bệnh tim mạch là một nhóm bệnh mãn tính gồm có các bệnh sau:  tăng huyết áp, suy tim, bệnh tim thiếu máu cục bộ, bệnh mạch máu não…Điểm nổi bật trong phương pháp điều trị bệnh mãn tính là áp dụng những chế độ kiểm soát bệnh lâu dài, kết hợp chặt chẽ giữa thầy thuốc và người bệnh trong việc áp dụng các chế độ điều trị: theo dõi bệnh, chế độ sinh hoạt, tập luyện, điều chỉnh thuốc. Chính vì vậy, nhóm chúng em đã nghĩ đến việc đưa ứng dụng của internet vào hệ thống nhằm mục đích giúp bác sĩ theo dõi bệnh nhân được thuận tiện hơn.

Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: ỨNG DỤNG INTERNET TRONG VIỆC THEO DÕI SỨC KHỎE BỆNH NHÂN TIM MẠCH ` Người thực hiện: Hồ Sỹ Kiên Lớp: 10DT3 Người hướng dẫn: TS Ngô Minh Trí Đà nẵng – 2016 Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông PHẦN MỞ ĐẦU Phần trình bày ý tưởng, nội dung, phương pháp nghiên cứu kết đạt đồ án xuất phát từ nhu cầu thực tiễn sống Việt Nam bước vào giai đoạn già hóa dân số với thách thức lớn Số người cao tuổi tăng nhanh đòi hỏi chăm sóc thể xác lẫn tinh thần Hơn nữa, xu hướng bệnh tật giới Việt Nam thay đổi Nếu trước bệnh cấp tính lây nhiễm dịch hạch, sốt rét, nhiễm khuẩn loại hay gặp bệnh không lây nhiễm bệnh tim mạch, đái tháo đường, ung thư ngày nhiều Theo số liệu Bộ Y tế công bố năm 2012, tỷ lệ người cao tuổi có sức khỏe tốt chiếm khoảng 5% 95% lại mắc bệnh khác, bệnh tăng huyết áp chiếm gần 40% Cũng theo thống kê khác Bộ Y Tế Việt Nam, tỷ lệ mắc chết bệnh lý không lây nhiễm năm 1976 43%, 45% đến năm 2003 tỷ lệ 61%, 59% (1) Vì vậy, việc giám sát sức khỏe, đưa cảnh báo kịp thời có ý nghĩa vô to lớn Trên sở đó, ý tưởng thiết kế hệ thống để theo dõi đưa cảnh báo tình trạng sức khỏe bệnh nhân tim mạch nhóm hình thành Đối tượng mà hệ thống hướng đến bệnh nhân tim mạch cần theo dõi tình trạng hoạt động tim cách sát Bệnh tim mạch nhóm bệnh mãn tính gồm có bệnh sau: tăng huyết áp, suy tim, bệnh tim thiếu máu cục bộ, bệnh mạch máu não…Điểm bật phương pháp điều trị bệnh mãn tính áp dụng chế độ kiểm soát bệnh lâu dài, kết hợp chặt chẽ thầy thuốc người bệnh việc áp dụng chế độ điều trị: theo dõi bệnh, chế độ sinh hoạt, tập luyện, điều chỉnh thuốc Chính vậy, nhóm chúng em nghĩ đến việc đưa ứng dụng internet vào hệ thống nhằm mục đích giúp bác sĩ theo dõi bệnh nhân thuận tiện SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan nội dung đồ án “Ứng dụng internet việc theo dõi sức khỏe bệnh nhân tim mạch” chép đồ án công trình có từ trước Sinh viên thực Hồ Sỹ Kiên PHÂN CHIA CÔNG VIỆC SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang Ngành: Kỹ thuật máy tính Thành viên Nguyễn Trí Bằng Khoa: Điện tử viễn thông Nội dung công việc - Thiết kế thiết bị đo nhịp tim - Thiết kế giao diện website, tìm hiểu ngôn ngữ HTML CSS Hồ Sỹ Kiên - Tìm hiểu giao thức truyền nhận liệu - Arduino server Làm việc với sở liệu, tìm hiểu ngôn ngữ PHP Javascript SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông MỤC LỤC SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông DANH MỤC HÌNH SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông DANH MỤC SƠ ĐỒ SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông DANH MỤC BẢNG SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt ADC BPM CSDL CSS EEPROM HTML HTTP I2C IBI IDE ISR LAN LCD LED MAC MISO MOSI PHP PWM QS SCK, SCL SDA SPI SRAM SS SQL TCP TTL UART UDP URL URI USB SVTH: Hồ Sỹ Kiên Nội dung Analog to Digital Converter Beats Per Minute Cơ Sở Dữ Liệu Cascading Style Sheets Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory HyperText Markup Language HyperText Transfer Protocol Inter-Integrated Circuit Inter Beat Interval Integrated Development Environment Interrupt Service Routine Local Area Connection Liquid Crystal Display Light Emitting Diode Media Access Control Master Input Slave Output Master Ouput Slave Input Hypertext Preprocessor Pulse-width modulation Quantified Self Serial Clock Serial Data Serial Peripheral Interface Static Random Access Memory Slave Select Structured Query Language Transmission Control Protocol Transistor-Transistor Logic Universal Asynchronous Receiver – Transmitter User Datagram Protocol Uniform Resource Locator Uniform Resource Identifier Universal Serial Bus Trang Ngành: Kỹ thuật máy tính SVTH: Hồ Sỹ Kiên Khoa: Điện tử viễn thông Trang 10 Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông void sendSMS(String mes) { SIM900.println("AT+CMGF=1\r"); // Định dạng tin nhắn văn delay(200); SIM900.println("AT + CMGS = \"+84989164470\""); // Số điện thoại người nhận, định dạng quốc tế delay(200); SIM900.println(mes); // gửi tin nhắn delay(200); SIM900.println((char)26); // kết thúc lệnh delay(200); SIM900.println(); } void call() { SIM900.println("AT"); delay(300); SIM900.print("ATD"); //Specify the number to call SIM900.print("0989164470"); // đưa số điện thoại cần gọi vào SIM900.println(";"); delay (2000); // gọi 20 giây Serial.println("ATH"); // kết thúc gọi } 1.2 Chương trình ngắt sử dụng Timer2 volatile int rate[10]; // lưu 10 giá trị IBI volatile unsigned long sampleCounter = 0; volatile unsigned long lastBeatTime = 0; SVTH: Hồ Sỹ Kiên // xác định thời gian xung // dùng để tìm IBI Trang 81 Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông volatile int P =512; // tìm đỉnh xung volatile int T = 512; // tìm đáy xung volatile int thresh = 512; // tìm nhịp tim tức thời volatile int amp = 100; // biên độ xung volatile boolean firstBeat = true; // kiểm tra xung volatile boolean secondBeat = true; // kiểm tra xung thứ void interruptSetup(){ // Khởi tạo ngắt timer2 2mS TCCR2A = 0x02; // tắt PWM chân 11, vào mode CTC TCCR2B = 0x06; // DON'T FORCE COMPARE, 256 PRESCALER OCR2A = 0X7C; // SET THE TOP OF THE COUNT TO 124 FOR 500Hz SAMPLE RATE TIMSK2 = 0x02; // ENABLE INTERRUPT ON MATCH BETWEEN TIMER2 AND OCR2A sei(); //cho phép ngắt toàn cục } // Chương trình ISR Timer2 ISR(TIMER2_COMPA_vect){ cli(); // kích khởi Timer2 đếm tới 124 // tắt ngắt làm việc Signal = analogRead(pulsePin); sampleCounter += 2; // đọc liệu từ cảm biến // kiểm soát việc lấy mẫu int N = sampleCounter - lastBeatTime; // kiểm soát thời gian từ nhịp gần để tránh nhiễu // Tìm đỉnh đáy xung if(Signal < thresh && N > (IBI/5)*3){ if (Signal < T){ T = Signal; } // tránh nhiễu cách đợi 3/5 thời gian IBI // T đáy // kiểm soát điểm thấp dạng sóng } SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang 82 Ngành: Kỹ thuật máy tính if(Signal > thresh && Signal > P){ P = Signal; Khoa: Điện tử viễn thông // giúp tránh nhiễu // P đỉnh } // kiểm soát điểm cao song // Tìm BMP // Tính hiệu tăng lên có xung if (N > 250){ // tránh nhiễu tần số cao if ( (Signal > thresh) && (Pulse == false) && (N > (IBI/5)*3) ){ Pulse = true; // ta nghĩ xung nhịp digitalWrite(blinkPin,HIGH); // bật led 13 IBI = sampleCounter - lastBeatTime; lastBeatTime = sampleCounter; if(firstBeat){ //đo thời gian nhịp theo mS // kiểm soát thời gian cho nhịp // lần đầu ta tìm thấy xung nhịp, if firstBeat == TRUE firstBeat = false; // xóa firstBeat flag return; // giá trị IBI chưa tin cậy nên bỏ qua } if(secondBeat){ // nhịp thứ 2, if secondBeat == TRUE secondBeat = false; // xóa secondBeat flag for(int i=0; i Heart Recordings All DATA var auto_refresh = setInterval(3) function () { $('#sqltable').load('get_data.php').fadeIn("slow"); }, 10000); // refresh every 10000 milliseconds Heart Rate SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang 86 Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông Today Home SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang 88 Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông HEART MONITORING SYSTEM home Sign in Records Notification Contact about HOME PAGE SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang 89 Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông WEATHER NEWS epi_id = 'epi-widget-container'; SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang 90 Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông epi_width = 'auto'; epi_height = 'auto'; epi_theme = 'widgetDisplayThemeBlue'; epi_border = 0; epi_target = 0; 2.3 Mã nguồn file write_data.php nhận liệu từ Arduino đưa vào CSDL Heart Recordings home Sign in Records Notification Contact about SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang 93 Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông SIGN IN [...]... DUNG ĐỒ ÁN Nội dung của đồ án này là cách thức xây dựng một hệ thống theo dõi sức khỏe trên nền Internet of Things Cụ thể, đồ án này sẽ trình bày các bước thiết kế một thiết bị đo nhịp tim có kết nối với internet Đồng thời, đồ án này cũng giới thiệu các giao thức truyền nhận dữ liệu trong hệ thống cũng như các ngôn ngữ để lập trình một website phục vụ cho việc theo dõi tình trạng sức khỏe của bệnh nhân. .. việc giám sát sức khỏe bệnh nhân tim mạch được thuận tiện hơn Những đối tượng bệnh nhân này cần được bác sĩ giám sát định kì, đặc biệt là những bệnh nhân có triệu chứng về bệnh tim trong thời kì đầu Tùy theo tình trạng bệnh lí và yêu cầu từ phía bác sĩ, chu kì đo và kiểm tra sẽ thay đổi Có thể bệnh nhân sẽ phải đo nhịp tim của mình hàng giờ hoặc có thể sát sao hơn 1.2.2 Thiết bị kiểm tra tim mạch Chức... cảnh báo trực tiếp đến bệnh nhân hoặc bác sĩ TRÌNH BÀY ĐỒ ÁN Nội dung đồ án gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan về hệ thống Chương 2: Thiết kế thiết bị đo tim mạch Chương 3: Xây dựng hệ thống theo dõi ở server Chương 4: Thiết kế và sử dụng website theo dõi bệnh nhân PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu của đồ án là tìm hiểu các tài liệu kĩ thuật liên quan đến các thành phần trong hệ thống SVTH:... người bệnh; và thiết bị kiểm tra nhịp tim đặt tại nhà có giao tiếp qua internet 1.2 Mô hình hệ thống trên nền IoT Server Thiết bị kiểm tra tim mạch Bệnh nhân tim mạch Bác sĩ gia đình Thiết bị giám sát đầu cuối TCP/IP Hình 1.: Mô hình tổng quan của hệ thống SVTH: Hồ Sỹ Kiên Trang 13 TCP/IP Ngành: Kỹ thuật máy tính Khoa: Điện tử viễn thông 1.2.1 Bệnh nhân tim mạch Hệ thống được thiết kế để phục vụ cho việc. .. điều chỉnh kịp thời Với internet và thiết bị giám sát của mình, bác sĩ có thể truy cập vào website để theo dõi thông tin tình trạng sức khỏe của bệnh nhân ở mọi lúc mọi nơi 1.2.5 Server Server là nơi nơi lưu trữ dữ liệu về tất cả lịch sử bệnh án của bệnh nhân theo thời gian Ngoài ra server còn có chức năng quản lí quyền đăng nhập và truy cập dữ liệu từ phía người dùng Cả bệnh nhân và bác sĩ đều có thể... Nguyên lý hoạt động Cảm biến nhịp tim hoạt động dựa vào nguyên lí của quang điện tử học Đèn LED sẽ chiếu ánh sáng vào bên trong ngón tay, dái tai, hoặc các mô có chức mạch máu khác Cảm biến sẽ đọc lượng ánh sáng quay ngược trở lại Hình 2.: nguyên lý hoạt động của cảm biến nhịp tim Mạch sử dụng bộ cảm biến ánh sáng Avago (APDS-9008), và ánh sang phản chiếu lại từ led siêu sáng xanh lá cây Kingbright (AM2520ZGC09)... người bệnh Thông tin sẽ được hiển thị lên màn hình ở máy đo của bệnh nhân Ngoài ra, hệ thống còn được phát triển chức năng cảnh báo Nó sẽ tự động cảnh báo khi nhịp tim có diễn biến bất thường Thiết bị kiểm tra nhịp tim sẽ gửi tin nhắn đến số điện thoại cá nhân của bác sĩ, người than, đồng thời sẽ phát ra chuông cảnh báo 1.4 Kết luận chương Với việc phát triển hệ thống theo dõi sức khỏe từ xa thông qua internet, ... Điện tử viễn thông Sơ đồ 2.: Sơ đồ mạch trong cảm biến nhịp tim Pulse Sensor Ampled (3) 2.2.4.3 Tìm hiểu chương trình ISR đo nhịp tim 2.2.4.3.1 Giới thiệu Ánh sáng từ LED xanh lá cây được phản chiếu lại cảm biến thay đổi trong mỗi nhịp xung Nếu lượng ánh sáng mà cảm biến nhận được không đổi, giá trị tín hiệu sẽ duy trì ở mức 512 (điểm giữa của phạm vi giá trị ADC) Nếu nhiều ánh sáng hơn thì tín hiệu... lí làm việc của đầu dò này dựa vào hiện tượng phản xạ khuếch tán Cảm biến dạng này truyền ánh sáng từ bộ phát tới vật thể Vật này sẽ phản xạ lại một phần ánh sáng (phản xạ khuếch tán) ngược trở lại bộ thu của cảm biến, kích hoạt tín hiệu ra Nhược điểm của cảm biến loại này là phụ thuộc nhiều vào màu sắc, tính chất và kích thước của bề mặt của vật thể Tuy nhiên với mục đích sử dụng trong đồ án này thì... một cơ sở dữ liệu theo ngày giờ đo, đồng thời hiển thị thông số đo dưới dạng đồ thị lên trang web Bác sĩ có thể theo dõi những thông tin này ở màn hình thiết bị giám sát đầu cuối Ở phía người giám sát, hệ thống sẽ quản lí quyền đăng nhập vào cơ sở dữ liệu Sau khi đăng nhập vào hệ thống với tài khoản được cấp trước, bác sĩ có thể bắt đầu quá trình theo dõi tình trạng tim mạch của bệnh nhân Khi cần thiết,