سیستم بیسیم اندازه‌گیری دمای پوست برای پایش ریتم شبانه‌روزی

چکیده

کلیدواژه‌ها

مقدمه

مواد و روش‌ها

نتایج

نتیجه‌گیری

زیرنویس شکل‌ها:

شکل1. سیستم اندازه‌گیری بیسیم دمای پوست

شکل2. ماژول بیسیم eZ430-RF2500

شکل3. پروتکل بیسیم SimpliciTi

شکل4. رابط الکتریکی بین TMP275 و MSP430F2274 

شکل5. خطای دمایی TMP275 در برابر دما

شکل6. تجهیز دریافت دما- نقطۀ حسگر

شکل7. فلوچارت سفت‌افزاری که روی میکروکنترلر MSP430F2274 کار می‌کند

شکل8. رابط گرافیکی کاربر برنامه که روی بخش پایش مرکزی اجرا می‌شود

شکل9. پنل پیکربندی (Configuration Panel)

شکل10. سخت‌افزار تست منبع تغذیۀ نقطۀ حسگر. 

شکل11. پروفیل جریان نقطۀ حسگر. 

امروزه بخش قابل توجهی از جمعیت از اختلالات خواب رنج می‌برند، بنابراین پویش پویا و بلندمدت دمای پوست در طول خواب به منظور تجزیه و تحلیل و درک ریتم شبانه‌روزی فرد بسیار مفید است. در این مقاله ما پژوهش روی یک سیستم پایش دمای پوست بیمار بر اساس تجهیزات بیسیم را توصیف می‌کنیم؛ این تجهیزات قابلیت اندازه‌گیری و ارسال دمای پوست بیمار به بخش پایش مرکزی را دارا هستند. استفاده از سیستم ارائه شده برای پایش مداوم و بلندمدت از راه دور بیمار در بیمارستان یا منزل، به عنوان بخشی از از روند تشخیص بیماری یا در طی بازیابی، مناسب است. سیستم توصیف شده از تجهیزات اندازه‌گیری بیسیم دما که به طور سفارشی توسعه یافته‌اند و کار اندازه‌گیری دما و ارسال بیسیم آن به بخش پایش را انجام می‌دهند تشکیل شده است. یک رابط گرافیکی کاربر که در بخش پایش مرکززی توسعه یافته است برای نمایش اندازه‌گیری‌ها و هشدار در زمانی که دمای بیمار از حدود از پیش تعیین شدۀ آن تجاوز کند به کار می‌رود

برای برخی شرایط پزشکی که نیازمند تحلیل ریتم شبانه‌روزی هستند مثل اختلالات مربوط به خواب، فشار خون، بیماری‌های قلب مربوط به کم خونی موقت، عیوب قلبی و حملات قلبی، پایش بلندمدت و مطمئن بیمار بسیار ضرورت دارد [1]. تاکنون به خوبی مشخص شده است که خواب و دمای بدن ارتباط تنگاتنگی دارند و واکنش‌ها و عملکردهای انسان به دمای بدن بستگی دارد [2]. امروزه عدۀ زیادی از مردم که از اختلالات خوابی ریتم شبانه‌روزی رنج می‌برند از لحاظ زمانبندی خواب دچار مشکل هستند و معمولا قادر نیستند در زمان‌های لازم برای فعالیت‌های طبیعی روزانه بخوابند یا بیدار شوند. شبکه‌های حسگر بیسیم (WSN) توانایی بالایی برای پایش پیوسته و مداوم در بیمارستان یا حتی در منزل بیمار، تشخیص اولیۀ شرایط غیرطبیعی، و/یا توانبخشی نظارتی را دارند [3]. فناوری‌های پیشرفته ناشی از توسعه در زمینۀ مخابرات هستند و نیز حاصل محاسبات فرسایشی تکمیل شده از طریق حداقل کردن وزن و اندازۀ حسگرها، قابل حمل بودن، ارتباط‌پذیری، قابلیت اطمینان و یکپارچه‌سازی در سیستم‌های پیچیده می‌باشند. در دسترس بودن دستگاه‌های فرستنده گیرندۀ RF دامنۀ کوتاه و توان پایین در باند غیرمجاز امکان طراحی حسگرهای بیسیم کوچک، هزینه پایین و با عملکرد با باتری را میسر ساخته است [4]. در بازار، افزایش قابل توجهی در تعداد تجهیزات مختلف دریافت بیسیم دما وجود دارد. هرچند این تجهیزات تنها برای جمع‌آوری اطلاعات و داده‌ها به کار می‌روند، اما با هنوز پرکاربردترین تجهیزات هستند. پردازش و تحلیل داده به صورت خارج از خط (آفلاین) انجام می‌گیرد که در نتیجه برای پایش بلندمدت و پیوسته مناسب نیستند. پایش دمای بیمار در بیمارستان در یا منزل نیازمند استفاده از حسگرهای دمایی است که توسط سیم‌هایی به تجهیزات پزشکی متصلند که این سیم‌ها حرکت و جنب و جوش بیمار را محدود می‌کنند. برای نمونه، یک روش مرسوم به کار رفته برای اندازه‌گیری‌ دما از مقاومت گرمایی (ترمیستور) استفاده می‌کند که توسط سیم‌هایی به ثبات اطلاعات دما متصل است. این روش هرچند برای دوره زمانی‌های کوتاه مدت مناسب است، اما برای پایش بلندمدت یا پایش بیمارانی که خوابیده‌اند مناسب نیست. به منظور اجتناب از این وضعیت‌ها، ما از شبکه‌های حسگر بیسیم استفاده می‌کنیم که مبتنی بر تجهیزات توان پایینی است که گیرنده فرستنده‌های RF دارند. دمای پوست بیمار به طور پیوسته توسط سیستم ارائه شده اندازه‌گیری شده و به طور بیسیم از طریق یک شبکۀ حسگر بیسیم توان پایین استاندارد به بخش پایش مرکزی ارسال شده و از استفاده از بلوتوث و نقاط وای‌فای (WiFi) گرانقیمت اجتناب می‌شود. این مقاله یک سیستم پایش دوردست دما برای ریتم شبانه‌روزی مبتنی بر نقاط حسگر بیسیم را توصیف می‌کند. نقاط حسگر شامل حشگرهای دمایی به صورت تجاری موجود هستند که اندازه‌گیری‌های دما را انجام داده و اطلاعات دمایی را به صورت بیسیم به بخش پایش ارسال می‌کنند. بخش پایش مرکزی از یک اپلیکیشن پایش دمای بیمار بهره می‌برد که دمای بیمار را نمایش می‌دهد و در صورتی که مقادیر دمای بیمار از حدود از پیش تعیین شده تجاوز کند هشدار می‌دهد.