Mô hình ứng dụng hỗ trợ chăm sóc sức khỏe cá nhân trên thiết bị di động

LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Công nghệ Thông tin- Trường Đại học Lạc Hồng tất quý thầy cô giáo tận tình giảng dạy, giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Quang Tấn - người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực đề tài Cuối xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thân yêu tất bạn bè, đồng nghiệp không ngừng động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập suốt thời gian thực đề tài Tuy có nhiều cố gắng chắn luận văn nhiều thiếu sót chưa thể hoàn thành hết tất yêu cầu Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy cô, bạn bè, người thân thời gian tới để luận văn hoàn thiện ứng dụng rộng rãi cho người Hy vọng ứng dụng giúp ích người giúp người chăm sóc sức khỏe tốt Xin chân thành cảm ơn! Học viên thực Trang Hồng Linh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu tôi, có hỗ trợ, giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Quang Tấn Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu trước Luận văn có sử dụng số tài liệu tác giả thể phần tài liệu tham khảo Học viên thực Trang Hồng Linh TÓM TẮT MÔ HÌNH ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHĂM SÓC SỨC KHỎE CÁ NHÂN TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG hình thức hỗ trợ chăm sóc sức khỏe cá nhân thông qua thiết bị di động ứng dụng chăm sóc sức khỏe cài đặt di động Mục đích ứng dụng giúp người dùng thông báo vị trí té ngã tới người thân người dùng người dùng gặp nguy hiểm khả tự thông báo vị trí té ngã cho người khác Điều giúp ích nhiều cho người bệnh, người già, bệnh nhân bị đột quỵ,… Ứng dụng cho phép người dùng xem thông tin số bệnh lý thường gặp, cách phòng ngừa điều trị Trong khuôn khổ luận văn này, tập trung giới thiệu mô hình ứng dụng chăm sóc sức khỏe cá nhân thiết bị di động có hỗ trợ hệ điều hành Android MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài: Mục tiêu: Đối tƣợng: Phạm vi nghiên cứu: Phƣơng pháp nghiên cứu: Hƣớng tiếp cận luận văn kết đạt đƣợc: 6.1 Hướng tiếp cận luận văn: 6.2 Kết đạt được: Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu: CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng nhu cầu xây dựng mô hình ứng dụng hỗ trợ chăm sóc sức khỏe cá nhân thiết bị di động: 1.2 Tình hình ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) di động vào lĩnh vực y tế nƣớc nƣớc: 1.2.1 Trong nước: 1.2.2 Trên giới: 1.3 Cấu trúc luận văn: 10 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Chăm sóc sức khỏe cá nhân: 12 2.1.1 Khái niệm sức khỏe: 12 1.2 Tầm quan trọng sức khỏe: 12 2.1.3 Công nghệ thông tin lĩnh vực hỗ trợ chăm sóc sức khỏe cá nhân: 12 2.2 Tìm hiểu công nghệ: 13 2.2.1 Xu hướng SMAC công nghệ: 13 2.2.2 Bốn xu hướng công nghệ quan trọng cho tương lai: 15 2.2.2.1 Big Data: 15 2.2.2.2 Điện toán đám mây: 16 2.2.2.3 Truyền thông xã hội: 17 2.2.2.4 BYOD – Mang thiết bị cá nhân làm: 19 2.2.3 Hệ điều hành Android: 20 2.2.3.1 Giới thiệu hệ điều hành Android: 20 2.2.3.2 Một số chức hệ điều hành Android: 21 2.2.3.3 Các thành phần ứng dụng Android: 22 2.2.3.4 Các thành phần giao diện Android: 27 2.3 Google Map Google Maps API Web Services: 32 2.3.1 Giới thiệu Webserver: 32 2.3.2 Giới thiệu Google Map 33 2.3.3 Google Maps for Mobile 34 2.3.4 Google Maps API Web Services 35 2.3.4.1 Giới thiệu Google Maps API Web Services 35 2.3.4.2 Sử dụng Google Maps API Web Services 35 2.3.4.3 Theo dõi sử dụng với tham số sensor 36 2.3.4.4 Xây dựng chuỗi URL request hợp lệ 36 2.3.4.5 Processing Responses 37 2.3.5 Google Geocoding API 37 2.3.5.1 Khái niệm mã hóa địa lý: 37 2.3.5.2 Giới hạn sử dụng 38 2.3.5.3 Geocoding API request 38 2.3.5.4 Giải mã địa lý (tìm địa từ kinh độ-vĩ độ) 45 Chƣơng 3: MÔ HÌNH ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHĂM SÓC SỨC KHỎE CÁ NHÂN TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG 49 3.1 Ứng dụng công nghệ Accelerometer - Giám sát hoạt động bệnh nhân 49 3.2 Thuật toán dò tìm té ngã: 49 3.2.1 Thiết kế thuật toán: 49 3.2.2 Xác định ngưỡng: 51 3.2.3 Kết đạt 52 3.3 Xác định yêu cầu hệ thống: 52 3.4 Phân tích thiết kế: 53 3.4.1 Phân tích hệ thống: 53 3.4.2 Các chức ứng dụng: 53 3.4.3 Lược đồ sử dụng người dùng: 54 3.4.4.1 Lược đồ hoạt động hệ thống người dùng té ngã không tắt cảnh báo: 56 3.4.4.2 Lược đồ hoạt động hệ thống người dùng té ngã tắt cảnh báo: 57 Chƣơng 4: GIỚI THIỆU VÀ TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG 58 4.1 Giới thiệu ứng dụng: 58 4.2 Triển khai ứng dụng: 60 4.2.1 Tổng quan hệ thống: 60 4.2.2 Danh sách hình chức năng: 61 4.2.2.1 Xem thông tin số bệnh thường gặp: 61 4.2.2.2 Tạo danh sách người thân: 63 4.2.2.3 Bật cảnh báo: 65 4.3 Kết thử nghiệm, đánh giá ứng dụng khuyến nghị: 66 4.3.1 Kết thử nghiệm: 66 4.3.2 Đánh giá ứng dụng: 67 4.3.3 Khuyến nghị: 67 4.4 Ƣu điểm nhƣợc điểm ứng dụng: 67 4.4.1 Ưu điểm: 67 4.4.2 Nhược điểm: 68 Chƣơng 5: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 69 5.1 Kết đạt đƣợc: 69 5.2 Hƣớng phát triển: 69 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT APIs Application programming interface CNTT Công nghệ thông tin ĐTDĐ Điện thoại di động GB Gi – ga – bai MB Mê – ga – bai PCI DSS Payment Card Industry Data Security Standards SOAP Simple Object Access Protocol SSL Secure Sockets Layer REST Representational state transfer XMPP Extensible Messaging and Presence Protocol DANH MỤC BẢNG Bảng Các thuộc tính Intent 25 Bảng 2 Các Action tạo sẵn Intent 26 Bảng Bảng ký tự 37 Bảng Mô tả chức chương trình 58 Bảng Độ xác việc phát cảnh báo bị té ngã: 66 Bảng Sự yêu thích người dùng ứng dụng: 67 DANH MỤC HÌNH Hình 1 Epocrates Hình UpToDate Hình ALIVECOR Hình CellScope's Oto 10 Hình Các thành phần SMAC bổ sung có quan hệ chặt chẽ với 13 Hình 2 Big Data từ thông dụng nhắc đến nhiều năm 2012 15 Hình Sơ đồ điện toán đám mây, với dịch vụ cung cấp n m bên đám mây truy cập từ máy tính bên 16 Hình 4: Số người dùng mạng xã hội từ năm 2011  2015 18 Hình Ngày có nhiều công ty tìm cách tận dụng mạng xã hội để trao đổi thông tin tăng khả cộng tác môi trường làm việc 19 Hình BYOD tác động đến cách doanh nghiệp đánh giá khả thu lợi 19 Hình Android ban đầu phát triển dựa hạt nhân Linux 20 Hình Chu kỳ sống Activity 23 Hình Truyền liệu hai Activity 24 Hình 10 Cấu trúc giao diện ứng dụng Android 27 Hình 11 Bố trí widget sử dụng LinearLayout 28 Hình 12 Bố trí widget FrameLayout 28 Hình 13 Bố trí widget RetaliveLayout 29 Hình 14 Bố trí widget TableLayout 29 Hình 15 ImageButon 30 Hình 16 Minh hoạ cho ListView 30 Hình 17 Minh hoạ optionmenu 31 Hình 18 Minh hoạ contextmenu 31 Hình 19 Minh hoạ QuickSearchBox 32 Hình 20 Mô hình hoạt động Webserver 33 Hình 21 Google Maps 33 Hình 22 Google Earth 34 Hình Minh họa giá trị Ax, Ay, Az gia tốc góc quay θx, θy, θz 50 Hình Sự biến thiên At Av người dùng trạng thái bình thường 51 Hình 3 Sự biến thiên At Av người dùng bị té ngã 52 Hình Lược đồ sử dụng người dùng 54 Hình Lược đồ sử dụng hệ thống 55 Hình Lược đồ hoạt động người dùng té ngã không tắt cảnh báo 56 Hình Lược đồ hoạt động hệ thống người dùng té ngã tắt cảnh báo 57 Hình Tổng quan hệ thống 60 Hình Màn hình cho phép xem thông tin bệnh 61 Hình Màn hình hiển thị thông tin bệnh 62 Hình 4 Màn hình thêm thông tin người thân 63 Hình Màn hình cho phép nhập thông tin người thân 64 Hình Màn hình hiển thị danh sách người thân 64 Hình Màn hình bật cảnh báo 65 Hình Màn hình hiển thị nội dung tin nhắn 66 57 3.4.4.2 Lƣợc đồ hoạt động hệ thống ngƣời dùng té ngã tắt cảnh báo: Bệnh nhân Theo dõi chuyển động bệnh nhân Tính chênh lệnh giá trị dA_t ≥1.5 dA_v≥ 2.2 [Đúng] Xác định cú ngã Bật cảnh báo Bật đếm thòi gian Tắt cảnh báo Hình Lược đồ hoạt động hệ thống người dùng té ngã tắt cảnh báo 58 Chƣơng 4: GIỚI THIỆU VÀ TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG 4.1 Giới thiệu ứng dụng: CNTT ứng dụng rộng rãi hầu hết tất lĩnh vực việc ứng dụng CNTT việc chăm sóc sức khỏe nhu cầu cần thiết quan trọng, hỗ trợ người việc chăm sóc sức khỏe thân chăm sóc sức khỏe người thân Ngày hầu hết người trang bị thiết bị di động mang bên ứng dụng chăm sóc sức khỏe cá nhân thiết bị di động trở nên hữu dụng tiện ích cho người Trong trình nghiên cứu, tìm hiểu xây dựng ứng dụng nh m mục đích hỗ trợ chăm sóc sức khỏe cá nhân lúc, nơi b ng cách sử dụng thiết bị di động có cài hệ điều hành Android Ứng dụng bao gồm chức sau: Bảng Mô tả chức chương trình Chức Mô tả Người dùng xem thông tin Xem thông tin bệnh số bệnh phổ biến nay, cách phòng ngừa điều trị Người Ứng dụng cho phép tạo danh bạ lưu Tạo danh sách người thân danh sách người thân – người nhận tin nhắn thông báo người bệnh bị té ngã Theo dõi chuyển động Ứng dụng theo dõi chuyển động h ng ngày bệnh nhân 59 Ứng dụng tính toán thay đổi bệnh nhân thông qua thuật toán dò tìm cú ngã để xác định cú ngã Sau hệ thống xác Xác định cú té ngã định có cú té ngã thiết bị di động tiến hành bật cảnh báo khoảng thời gian phút Người dùng tắt cảnh báo cú té ngã không nguy hiểm Bật cảnh báo Hệ thống tự động bật cảnh báo xác định cú té ngã Hệ thống bật đếm thời gian Khi Bật đếm thời gian xác định cú ngã (trong khoảng phút) Bộ đếm thời gian bật song song với việc bật cảnh báo Khi người bệnh đứng dậy Tắt cảnh báo sau té ngã, chưa bất tỉnh tắt cảnh báo hệ thống tiếp tục chế độ theo dõi Khi người bệnh bị té ngã bất tĩnh khả tắt cảnh báo ứng Gửi tin nhắn dụng tự động gửi thông báo cho điện thoại người thân Tin nhắn gởi thông báo vị trí người thân gặp nguy hiểm Hệ thống gửi thông tin vị trí Vị trí té ngã bệnh nhân bệnh nhân cho người thân trường hợp xác định cú ngã thật Ứng dụng cài đặt thiết bị di Cài đặt ứng dụng động bệnh nhân Thiết bị di động có hỗ trợ hệ điều hành Android 60 4.2 Triển khai ứng dụng: 4.2.1 Tổng quan hệ thống: Xem thông tin bệnh Bệnh nhân cài đặt ứng dụng (trên Android) Phát té ngã bật thông báo đồng thời bật đếm thời gian Nếu cú ngã không nghiêm trọng người dùng cần tắt cảnh báo ứng dụng trở trạng thái ban đầu phút Lưu danh bạ thân nhân Thân nhân Nếu cú ngã nghiêm trọng người dùng tắt cảnh báo ứng dụng gửi tin nhắn cho người thân danh bạ Nội dung tin nhắn chứa thông tin vị trí người bị nạn Hình Tổng quan hệ thống 61 4.2.2 Danh sách hình chức năng: 4.2.2.1 Xem thông tin số bệnh thƣờng gặp: Người dùng xem thông tin số bệnh, cách phòng ngừa, cách điều trị chế độ dinh dưỡng việc tập luyện thể dục cho phù hợp với bệnh Hình Màn hình cho phép xem thông tin bệnh 62 Hình Màn hình hiển thị thông tin bệnh 63 4.2.2.2 Tạo danh sách ngƣời thân: Người dùng tạo danh sách người thân gồm thông tin:  Họ tên  Số điện thoại Người dùng thêm, xóa hay sửa thông tin người thân Những người thân danh sách nhận tin nhắn thông báo người dùng gặp cố té ngã khả tắt cảnh báo Hình 4 Màn hình thêm thông tin người thân 64 Hình Màn hình cho phép nhập thông tin người thân Hình Màn hình hiển thị danh sách người thân 65 4.2.2.3 Bật cảnh báo: Khi hệ thống xác định người dùng bị té ngã bật cảnh báo vòng hai phút Hình Màn hình bật cảnh báo Người dùng tắt cảnh báo cú té ngã không nguy hiểm Hết thời gian cảnh báo người dùng không tắt cảnh báo, hệ thống tự động gửi tin nhắn đến người thân có danh sách tạo Nội dung tin nhắn thông báo mà người thân nhận vị trí người dùng bị té ngã Người thân gọi điện lại máy bệnh nhân để biết rõ thêm tình trạng bệnh nhân 66 Hình Màn hình hiển thị nội dung tin nhắn 4.3 Kết thử nghiệm, đánh giá ứng dụng khuyến nghị: 4.3.1 Kết thử nghiệm: Ứng dụng thử nghiệm 50 đối tượng có trọng lượng từ 50 kg đến 70 kg chiều cao từ 1,5 m đến 1,75 m nhiều lứa tuổi khác Sau thời gian thử nghiệm ứng dụng huyện Châu Thành – Tỉnh Tây Ninh, ứng dụng có kết thử nghiệm sau: Bảng Độ xác việc phát cảnh báo bị té ngã: Số lượng (Người) Tỉ lệ (%) 50 100 20 40 Khi có chuyển động nhẹ (đi bộ, ngồi, n m,…) Khi chuyển động 0 Hệ thống bật cảnh báo Khi bị té ngã nghiêm trọng (té vấp ngã đột ngột, té xe, ngất xỉu,…) Khi có chuyển động mạnh chạy nhanh, nhảy cao, nhảy xa,… 67 Bảng Sự yêu thích người dùng ứng dụng: Số lượng (Người) Tỉ lệ (%) Rất thích ứng dụng 26 52 Thích ứng dụng 20 40 Không thích ứng dụng Khảo sát 4.3.2 Đánh giá ứng dụng: Ứng dụng có độ xác tương đối cao, nhiên số trường hợp hệ thống cảnh báo cảnh báo té ngã thực Ứng dụng có tính thực tế cao, đặc biệt hữu dụng cho người dùng người cao tuổi, bệnh nhân cao huyết áp,…nên nhiều người yêu thích sử dụng ứng dụng Tuy nhiên với số người dùng người trẻ tuổi, vận động viên thể thao, người thường xuyên vận động mạnh,… ứng dụng lại không mang lại hiệu cao 4.3.3 Khuyến nghị: Ứng dụng tính toán ngưỡng té ngã chung cho đối tượng có trọng lượng từ 50 kg đến 70 kg chiều cao từ 1,5 m đến 1,75 m mà chưa có tính toán xác cho đối tượng cụ thể cần có thêm chức cho phép người dùng nhập cân nặng, chiều cao, lứa tuổi,… từ hệ thống tính toán ngưỡng té ngã cho đối tượng cụ thể, có ứng dụng thật cảnh báo xác có té ngã xãy 4.4 Ƣu điểm nhƣợc điểm ứng dụng: 4.4.1 Ƣu điểm:  Ứng dụng sử dụng thiết bị di động nhỏ gọn, dễ sử dụng nên hỗ trợ tốt cho người dùng việc chăm sóc sức khỏe cá nhân Đây ưu điểm lớn ứng dụng  Ứng dụng chạy hệ điều hành Android – hệ điều hành phổ biến thiết bị di động  Ứng dụng xây dựng hệ thống mã nguồn mở xây dựng theo module nên dễ dàng có nhiều người dùng tham gia phát triển 68 4.4.2 Nhƣợc điểm:  Thuật toán dò tìm cú ngã dựa vào thay đổi gia tốc điện thoại người dùng - họ mang điện thoại bên Sự tính toán thuật toán dừng mức tương đối tùy vào trọng lượng thể, tuổi tác, chiều cao, giới tính vị trí điện thoại thể người gia tốc thay đổi người khác Tuy nhiên xác định ngưỡng té ngã chung cho tất đối tượng sau thử nghiệm  Ứng dụng chưa đầy đủ tính để phục vụ cho việc chăm sóc sức khỏe cá nhân người  Là ứng dụng người dùng 69 Chƣơng 5: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết đạt đƣợc: Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, thử nghiệm, luận văn đạt kết sau: Xây dựng ứng dụng chăm sóc sức khỏe cá nhân thiết bị di động Ứng dụng xây dựng thuật toán dò tìm cú ngã để xác định cú ngã người dùng mức tương đối sai số tính toán chênh lệch gia tốc người khác yếu tố bên trọng lượng thể, tuổi tác, giới tính chiều cao Đã xây dựng chức cho phép điền lưu trữ thông tin cá nhân người dùng bao gồm thông tin cá nhân người dùng chức thêm, xóa, sửa danh bạ Danh bạ danh sách người nhận thông báo người dùng gặp nạn Xây dựng thành công chức cảnh báo có cú ngã Xây dựng thành công đếm thời gian giúp người dùng có thời gian tắt cảnh báo cú ngã không nghiêm trọng, không bị nguy hiểm Ngoài luận văn tài liệu tham khảo cho việc xây dựng ứng dụng chăm sóc sức khỏe thiết bị di động 5.2 Hƣớng phát triển: Trong trình làm đề tài, khảo sát quy mô nhỏ Tây Ninh cụ thể Châu Thành – Tây Ninh gặp nhiều khó khăn thực đề tài Vì thế, không tránh khỏi thiếu sót Tôi, dựa vào đánh giá người dùng để tiếp tục hoàn thiện ứng dụng cách tốt Hiện tại, hệ thống áp dụng cho thiết bị di động có hỗ trợ hệ điều hành Android Do đó, hy vọng hoàn thiện ứng dụng mở rộng ứng dụng không hệ điều hành Android mà ứng dụng hệ điều hành khác để thông báo b ng nhiều cách, kịp thời nhanh chóng cho người thân người dùng Hy vọng ứng dụng phần giúp đỡ người già bệnh nhân đột quỵ, tim mạch giảm tổn thương cú ngã gây Bên cạnh đó, giúp ích cho gia đình người dùng việc nhận biết số triệu chứng bệnh 70 phổ biến nay, cách phòng ngừa điều trị Ứng dụng giúp người dùng hữu dụng việc chăm sóc sức khỏe cá nhân DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đặng Thanh Tùng (2011), Phần mềm thông minh chứng khoán Android (client) , Đại học Quốc Gia Hà Nội tr 3-8 Tiếng Anh [2] Ahyoung Jeon, Geunchul Park, Jung-Hoon Ro, and Gye-rok Geon (2012), Development of the Algorithm for Detecting Falls during Daily Activity using Tri-Axial Accelerometers [3] Jiangpeng Dai, Xiaole Bai, Zhimin Yang, Zhaohui Shen and Dong Xuan (2010), PerFallD: A Pervasive Fall Detection System Using Mobile Phones J F DiMarzio(2008), Android TM A Programmer’s Guide tr 173 -195 [4] Mark L Murphy (2008), The Busy Coder’s Guide to Android Development tr 46 57 [5] Retomeier (2009), Professional Android Aplication Development, Wiley publishing, tr 45-276 [6] Tong Zhang, Jue Wang, Ping Liu and Jing Hou (2006), Fall Detection by Embedding an Accelerometer in Cellphone and Using KFD Algorithm,tr 277-283 Web site [7] http://android.vn/threads/huong-dan-su-dung-sqlite-lam-database-trong-lap-trinhung-dung-android-phan-2.25151/ (truy cập ngày 3/12/2013) [8] http://android.vn/threads/huong-dan-su-dung-doi-tuong-json-de-ket-noi-voiserver-thong-qua-php.26061/ (truy cập ngày 25/12/2013) [9] http://duythanhcse.wordpress.com/2013/06/12/bai-tap-31-cach-su-dung-sqlitetrong-android/ (truy cập ngày 1/12/2013) [10] http://www.cimsi.org.vn/ChuyenTrang/?newsId=41203(truy cập ngày 21/11/2013) [11] http://www.cimsi.org.vn/CIMSI.aspx?action=Detail&MenuChildID=314&Id= 245(truy cập ngày 13/11/2013) [12] http://chungta.vn/tin-tuc/cong-nghe/2013/01/bon-xu-huong-cong-nghe-quan- trong-cho-tuong-lai/ (truy cập ngày 10/4/2014) [13] http://25.fpt.com.vn/tin-tuc/cong-nghe/2013/01/xu-huong-smac-trong-cong- nghe/ (truy cập ngày 10/4/2014)