Автоматизована система параметричного контролю стану пацієнта за групою показників

Abstract

Актуальність теми кваліфікаційної роботи полягає в тому, що створення системи віддаленого контролю стану пацієнта, що перебуває під наглядом сімейного та спеціальних лікарів, дозволяє не лише зменшити навантаження на існуючі заклади лікування/реабілітації, а й зменшити пагубний вплив людського фактору на пацієнта й запобігти втраті даних, виникненню непередбачуваних ситуацій, що несуть за собою негативний вплив на систему. Об’єкт дослідження – процеси автоматизації бездротового збору, отримання, передачі, обробки та представлення даних. Предмет дослідження – методи, моделі та інструментальні і програмні засоби контролю стану пацієнта, що реалізовано на базі бездротових технологій та інформаційного вебзастосунку. У даній роботі поставлено за мету підвищення ефективності автоматизованої системи моніторингу і контролю стану пацієнта шляхом удосконалення архітектури, алгоритмів, програм та засобів їх первинної обробки для бездротової передачі і виведення даних за допомогою інформаційного вебзастосунку. Для досягнення мети необхідно виконати такі завдання: – проаналізувати предметну область; – ознайомитись з існуючими системами, їх перевагами, недоліками та особливостями; – визначити компонентний склад системи; – визначити техніку створення ІС; – розробити схемне рішення системи; – розробити алгоритми безвтратного стиснення та шифрування даних; – розробити користувацький інтерфейс; – створити повноцінну автоматизовану систему, що дозволяє реалізувати віддалений контроль за станом пацієнта. Кваліфікаційна робота містить перелік скорочень, вступ, чотири розділи, висновок, перелік джерел посилання та два додатки. Вступ містить основні обґрунтування актуальності розробки обраної теми, об’єкт, предмет дослідження, мету та завдання, які необхідно виконати для досягнення поставленої мети. У розділі 1 проводиться аналіз стану та тенденцій розвитку автоматизованих систем контролю стану пацієнта. Починаючи з огляду автоматизованих систем, висвітлюються їх особливості та можливості моніторингу стану пацієнта. Далі розглядаються програми та алгоритми, що використовуються в цих системах. Особлива увага приділяється тенденціям у дослідженні стану пацієнта. У розділі 2 розглядається обґрунтування вибору методів, моделей, апаратного та програмного забезпечення для автоматизованих систем контролю стану пацієнта. Визначаються особливості структури таких систем та їх створення на базі мікроконтролерів. Розглядаються підходи до проєктування та архітектури системи. Проводиться вибір системи керування базами даних та програмного забезпечення для розробки веб-застосунків. Також розглядаються особливості використання бездротових технологій для передачі даних. У третьому розділі представлена реалізація автоматизованої системи контролю стану пацієнта та процес її тестування. Пояснюється схема реалізації апаратних засобів, розробляється математична модель системи та описується алгоритм її роботи. Проводиться програмування інструкцій мікроконтролерів та датчиків, а також впровадження серверної частини та бездротової передачі даних на смартфон. Окремо розглядається реалізація веб-застосунку. Представлені результати тестування автоматизованої системи. У висновку описано результати виконання кваліфікаційної роботи. Додатки містять код програмного забезпечення та інформацію про апробацію кваліфікаційної магістерської роботи. В спеціальній частині з охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях розглянуто забезпечення вимог охорони праці на робочому місці та описано алгоритм дій у випадку настання надзвичайної ситуації. Кваліфікаційна магістерська робота містить 98 сторінок (без додатків), 34 рисунки, 34 джерела посилання, 2 додатки. The relevance of the topic of the qualification work is that the creation of a system of remote monitoring of the patient's condition under the supervision of family and special doctors allows not only to reduce the burden on existing treatment/rehabilitation facilities, but also to reduce the harmful impact of the human factor on the patient and prevent data loss , the occurrence of unforeseen situations that have a negative impact on the system. The object of the study is the processes of automation of wireless collection, reception, transmission, processing and presentation of data. The subject of the study is methods, models, and instrumental and software monitoring of the patient's condition, implemented on the basis of wireless technologies and an informational web application. In this work, the goal is to increase the efficiency of the automated system of monitoring and controlling the patient's condition by improving the architecture, algorithms, programs and means of their primary processing for wireless transmission and output of data using an informational web application. To achieve the goal, it is necessary to complete the following tasks: – analyze the subject area; – familiarize yourself with the existing systems, their advantages, disadvantages and features; - determine the component composition of the system; - to determine the technique of creating IS; - develop a schematic system solution; – develop algorithms for lossless data compression and encryption; – develop a user interface; - to create a full-fledged automated system that allows remote monitoring of the patient's condition. The thesis contains a list of abbreviations, an introduction, four chapters, a conclusion, a list of reference sources and two appendices. The introduction contains the main justifications for the relevance of the development of the chosen topic, the object, the subject of research, the goal and the tasks that must be performed to achieve the goal. Chapter 1 analyzes the state and development trends of automated patient monitoring systems. Starting with an overview of automated systems, their features and possibilities for monitoring the patient's condition are highlighted. Next, the programs and algorithms used in these systems are considered. Particular attention is paid to trends in the study of the patient's condition. Section 2 reviews the rationale for selecting methods, models, hardware, and software for automated patient monitoring systems. The peculiarities of the structure of such systems and their creation on the basis of microcontrollers are determined. Approaches to system design and architecture are considered. Database management system and web application development software are selected. Peculiarities of using wireless technologies for data transmission are also considered. The third chapter presents the implementation of the automated patient monitoring system and its testing process. The hardware implementation scheme is explained, the mathematical model of the system is developed, and the algorithm of its operation is described. Microcontroller and sensor instructions are being programmed, as well as the implementation of the server part and wireless data transfer to a smartphone. The implementation of the web application is considered separately. The results of testing the automated system are presented. The conclusion describes the results of the qualification work. Appendices contain the software code and information about the approval of the qualifying master's thesis. In the special part on occupational health and safety in emergency situations, the provision of occupational health and safety requirements at the workplace is considered and the algorithm of actions in the event of an emergency situation is described. The qualifying master's thesis contains 98 pages (without appendices), 34 figures, 34 reference sources, 2 appendices.