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家庭醫療系統 PCMH

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參考丹麥,它是全球推廣遠距醫療照護相當成功的國家之一,主要是透過以病人為中心的「家庭醫療系統」 (Patient-Centered Medical Home, PCMH),不僅運用資通訊科技建置「丹麥個人健康紀錄e化入口網」,還包括了電子病歷、智能化服務平台、與資通訊科技產品的結合等等,在實施醫藥分業的丹麥,利用專業的基層社區藥局,一方面推廣促進健康活動,也兼顧了民眾在健康照護需求上的專業與便利性 而PCMH的主要精神就是依照病人個別狀況,為病人規劃或提供實際所需的醫療照護,強化醫療人員與病患之間的互信與互動性;此外,也特別重視預防性的個人健康管理。

因此,健康照護的地點也從醫院等機構逐漸轉向居家或是社區照護,結合3C等電子產品以及智能化服務平台,民眾不需出門也能在家與醫療人員進行遠距醫療,或是透過網路進入個人健康紀錄e化入口網站,取得所有關於個人的保健相關資料,醫生可將用藥處方直接傳至病患居住地鄰近的社區藥局,民眾取藥時也可以節省排隊等候的時間,這對許多行動不便或年長的病患來說,不但可免於舟車勞頓,也節省交通時間與費用。 家庭醫療照護,是使用穿戴式裝置對照護人監測2大重點:1.人身:包括心律、心率變異、走路、跑步、睡眠品質、跌倒。2.居住環境:溫度、溼度、光線明暗。監控感測數據將透過CNY70(心律Analog)、ADXL345(G-Sensor I2C: 路、跑步、睡眠品質、跌倒)、Si7020(I2C:溫度、溼度)、CM36686(I2C:光線明暗、近接開關)收集至MCU(MicroChip PIC18F46J45)。MCU透過無線模組CC2500(低耗電)傳送至 Raspberry Pi , Raspberry Pi自動登錄於個人的雲端電子病歷資料庫 (Google App Engine)中並把資料即時上傳Web網站, Andriod手機、PC電腦由藍芽接收,經APP 觀看數據,於緊急狀況時Call out及簡訊通知家人。醫療人員、醫生由Web、網路攝影機、具有視訊功能的3C通訊裝置即時判段是否要緊急處理。未來監測範圍可再增加血氧、血糖、血壓、體溫的測量,而CC2500為多對多無線通訊,固可同時監測全家人,使家庭、醫生的結合更緊密,達到完善家庭健康照護網。

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家庭醫療系統 PCMH

  1. 1. 家庭醫療系統 PCMH ( Patient-Centered Medical Home ) 組員:吳0林、黃0堅0、吳0平 時間:2014/10/22 地點:交通部集思會議中心
  2. 2. 大綱 • 前言 • 目標 • 實現方法 – 硬體 – 韌體 – 行動應用程式 – 測試 • 成果
  3. 3. 高齡化社會
  4. 4. 目標 穿穿戴戴式式裝裝置置
  5. 5. MCU:PIC18f46j50 , 8bits 64KB , 3.5V ADC,I2C,SPI,UART,USB GPI/O 34pins Raspberry PI(short: RPi or RasPi): Broadcom BCM2835 SoC 700 MHz ARM1176JZF-S core CPU 穿穿戴戴式式裝裝置置 WWEEBB S Seerrvveerr
  6. 6. [Python-socket(TCP)-> [Python-socket(TCP)-> BTJava-service]->BT->Andriod MMCCUU->->CCCC22550000->->RRppii BTJava-service]->BT->Andriod PPCCMMHH ( C(C##)) [Python- socket(UDP)-> [Web Python ->Web [Python- socket(UDP)-> [Web Python ->Web MMCCUU->->BBTT->->AAnnddrrioiodd MMCCUU->->BBTT->->PPCC
  7. 7. 穿戴式裝置方塊圖 心律感 測器 G_Sensor (X,Y,Z) 溫度、溼度 RF無線 通訊 CC2500 MMCCUU RF無線 通訊 CC2500 BBTT ADC I2C SPI UART I2C PPLL22330033 UART 光線、近接開 關 I2C
  8. 8. CCNNYY7700 MMCCUU RRFF:C:CCC22550000 PPLL22330033 CCMM3366668866 GG-S-Seennssoorr 硬體 BBTT SSi7i7002200
  9. 9. 心電圖波形與心臟活動
  10. 10. 技術-血氧偵測技術 選擇950nm光感測器
  11. 11. Top point & Bottom point slope>0 slope<0
  12. 12. 實現方法 – 硬體 • 透過壓降法,將電流訊 號轉為電壓訊號。 • 透過電容器將直流電壓 訊號濾除。 • 再透過兩級反相放大器 將訊號放大500倍。由 於本電路使用單一電源 ,因此需要在正相輸入 端加入參考電壓源,避 免訊號被切除。
  13. 13. 電路圖 TOOL : PADS LOGIC
  14. 14. 實現方法 – 硬體實作 CCNNYY7700
  15. 15. 實現方法 - 測試
  16. 16. 實現方法 - 測試
  17. 17. 實測結果手腕測試  Max amplitude : 1.5V
  18. 18. 實測結果 手指指腹測試  Max amplitude : about 2.5V
  19. 19. 技術-心率變異分析 • 目前市面上對於心率 變異的研究上,大多 利用心電圖機擷取訊 號,偵測較容易偵測 的訊號─ R波,來計算 兩個R波間的區隔(心 率),即所謂R-R區間 (R-R Interval),再透過 時域或頻域分析心率 不整等病徵。
  20. 20. PC端顯示感測器波形
  21. 21. 技術-心率變異之時域分析 • NN50 – 心電圖中所有每對相鄰正常心跳時間間隔,差距超50 毫秒的數目。 • pNN50 – NN50數目除以量測之心電圖中所有的正常心跳間隔總 數。 取自Journal of the American College of Cardiology,March,1998
  22. 22. 濾除過大區間值 T 區間值超過2秒,該區間值不予計算
  23. 23. Top point確認與區間位置判斷 H H 當H>60,判定為區間計算起始點 H H<60
  24. 24. PC端顯示感測器波形(波形易達極值)
  25. 25. Sensor GG-S-Seennssoorr SSi7i7002200
  26. 26. 穿戴式感測電路1
  27. 27. 穿戴式感測電路2
  28. 28. MCU連結RPi RF 通訊 CC2500 RF 通訊 CC2500 RF 通訊 CC2500 RF 通訊 CC2500
  29. 29. RPi功能 Raspberry PI(short: RPi or RasPi): .TI CC2500 RF通訊 . BT 通訊 . WEB Server (LAN)
  30. 30. RPi方塊圖 RRPPii CC2500 Driver RF 通訊 CC2500 RF 通訊 CC2500 SPI PythonTCP-UDP WebPython HTTP PC with browser SPI bus driver
  31. 31. TI RF通訊CC2500狀態圖 低耗電 多對多 傳輸100M
  32. 32. WEB-Server流程圖 Jjava script ,JQuery python HTTP
  33. 33. WEB
  34. 34. Rpi連結Andriod手機
  35. 35. Andriod 方塊圖 AAnnddrriioodd 手手機機 BBTT AmarinoBT SensorGraph APP(Java) Call out Module(Java ) 簡訊 Module(Java )
  36. 36. 成 果
  37. 37. Big Data
  38. 38. 工作分配 項目工作項目人員 硬體系統規劃、線路設計、佈線吳0東林、黃0堅 韌體韌體規劃、韌體撰寫、介面測試、演算法植入黃0堅 軟體軟體規劃、藍芽介面測試、演算法植入黃0堅 演算法心率偵測設計、心率變異參數分析黃0堅 測試感測器訊號擷取、偵測部位分析、放大倍率調整 、感測器機構設計建議 黃0堅、吳0林 Andriod 軟體規劃、藍芽介面測試吳0平、吳0林、黃0堅
  39. 39. THE END 謝謝聆聽
  40. 40. 附錄一、電路圖(二) TOOL : PADS LOGIC
  41. 41. 附錄一、電路圖(三) TOOL : PADS LOGIC
  42. 42. 附錄二、佈線圖(TOP SIDE) TOOL : PADS LAYOUT
  43. 43. 附錄二、佈線圖(BOTTOM SIDE) TOOL : PADS LAYOUT
  44. 44. 附錄二、佈線圖(SILKSCREEN&SIZE) TOOL : PADS LAYOUT
  45. 45. 附錄三、微處理器控制板 艾鍗科技提供

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