Biomedical handheld embedded system

Other Title(s)

نظام مدمج محمول للأغراض الطبيه الحيوية

Joint Authors

Tarrad, Ibrahim Fathi
Wahbah, Ayman Muhammad
Sulayman, Muhammad Ahmad

Source

Journal of al Azhar University : Engineering Sector

Issue

Vol. 16, Issue 60 (31 Jul. 2021), pp.733-756, 24 p.

Publisher

al-Azhar University Faculty of Engineering

Publication Date

2021-07-31

Country of Publication

Egypt

No. of Pages

24

Main Subjects

Civil Engineering

Topics

Abstract AR

في الآونة الأخيرة تزدحم معظم المستشفيات في العالم و تواجه مشكلة الزيادة في أعداد المرضى و تحديدا مع انتشار الفيروسات المعدية مثل كوفيد-19 و الأمراض المزمنة الأخرى مثل أمراض القلب و أمراض الشيخوخة لذلك يحتاج المرضى الى رعاية طارئة دقيقة و بشكل مستمرودائم.

قد يشكل اضطرابات ضربات القلب و الأكسجين غير المشبع في الدم و ارتفاع درجة الحرارة خطرا كبيرا على حياة المرضى.

و من ثم تعاني معظم المستشفيات و الحجر الصحي الطبي من نقص في غرف وحدات العناية المركزة.

لذلك يناقش هذا البحث تصميم و تحسين جهاز مراقبة المريض لتحويله إلى جهاز محمول باليد ليكون صغير الحجم (L145 × W85 × D45مم) خفيف الوزن تقريبا (398 جم) منخفض التكلفة تقريبا (98 دولارا) سهل الاستخدام عن طريق شاشة تعمل باللمس و اتصالات آمنة بشبكة الإنترنت باستخدام بروتوكول(SSL) [22].

و يبلغ الحد الأقصى لأخطاء ECG HR 1.408٪ و SPO2 1.075٪ و SPO2 HR 1.408٪ و درجة الحرارة 0.549٪ و BP الانقباضي 2.439٪ و BP Diastolic 3.448٪ و يمكن للمريض استخدام الجهاز بنفسه في أي مكان بطريقة سهلة و آمنة.

يقيس هذا الجهاز المعلمات الفسيولوجية مثل (ضغط الدم باستخدام طريقة (MAP) و تشبع الأكسجين في الدم (SPO2) عن طريق (التصوير الضوئي) و الحركة الكهربائية و العضلية للقلب من خلال 3 اطراف و درجة الحرارة و أخيرا معدل ضربات القلب بثلاث طرق مختلفة.

يتم مراقبة جميع البيانات عن طريق شاشه ملونه ذكيه تعمل باللمس و تخزين المعلومات الرئيسية للمريض لأكثر من ثلاثين يوما بشكل مستمرعلى SD.

أيضا باستخدام تقنية(انترنت الاشياء)لنقل جميع معلومات المريض في الوقت الفعلي من خلال ESP8266 إلىالاندرويدأو موقع الويب لمتابعة المريض بشكل مباشر و دائم عن طريق الطبيب أو القائم بالرعاية و يقدم الجهاز بعض الجمل الصوتية المهمة و التنبيهات الصوتية لتحسين الصحة للمريض.

تم تصميم و تنفيذ النظام بتكلفة منخفضة يستخدم بها المستشعرات التقليدية منخفضة التكلفة مع تغيير الدوائر التناظرية الكبيرة إلى دوائر تكييف إشارة ذكي باستخدام (CMRR) مع دوائر مرشحSallen-Key Active و تقريب متتالي منخفض التكلفة 12- بت ADC MCP3208 مع DAC MCP4728 و تحسين الكفاءة بواسطة برنامج DSP على وجه التحديد FIR و Moving Average Filter.

لا تستخدم هذه الورقة أي منصات تحت (RTOS) و لكنها تستخدم لغة(البيسكالمضمنة) مع وحدة التحكم الدقيقة واسعة النطاق PIC18f46k22 لإبقاء البرنامج في حجم ذاكرة صغير و استهلاك منخفض للطاقة

Abstract EN

In recent times, most hospitals in the world are crowded and facing the problem of increasing numbers of patients, specifically with the spread of infectious viruses such as Covid-19 and other chronic diseases such as cardiac disease and Geriatrics diseases, therefore patients need continuous and accurate emergency care.

The heart rhythm disturbances, unsaturated oxygen in the blood, and high-temperature may be a high risk to the life of the patient.

Most hospitals and medical quarantines have a shortage of Intensive care units (ICU) rooms.

This paper discusses the design and improvement of the Patient monitor device for converting it to a handheld device to be small in size (L145 x W85 x D45 mm), lite Wight (398 gm.

), low-cost nearly (98USD), easy-to-use by touch screen, and secure connections to internet with (SSL) protocol[22].

The maximum errors of ECG HR is 1.408% , and SPO2 is 1.075% , SPO2 HR is 1.408% , temperature is 0.549% , BP systolic is 2.439% , BP Diastolic is 3.448% , The patient can use the device anywhere by himself, in an easy way and safely.

This device measures physiological parameters such as (blood pressure by using (MAP) method, the saturation of oxygen in the blood (SPO2) by photoplethysmograph (PPG), the electrical and muscle movement of the heart through 3Lead (ECG), temperature, and finally, Heartbeat rate by different three ways).

All data are monitoring on Smart Touch TFT, and storing the Main information of patient for more than thirty days Continuously on SD.

Also using (IoT) technology to transfer all patient information in real-time through ESP8266 to Android or Website to follow-up the patient directly and permanently by Doctor or Caretaker, The device gives some important Speech voice sentences and sound alerts to improve the health of the patient.

to design and implement the system with low cost, we are using the traditional low-cost sensors, with changing the large bulker analog circuits to intelligent signal conditioning by using (CMRR) with Sallen-Key Active filter and low-cost successive approximation 12-bit ADC MCP3208, with DAC MCP4728 and improving the efficiency by DSP software Specifically FIR and Moving Average Filter.

This paper not using any Platforms under (RTOS), but using embedded BASIC language with the wide-range microcontroller PIC18f46k22, to keep the program in small size of memory and low power consumption

American Psychological Association (APA)

Sulayman, Muhammad Ahmad& Tarrad, Ibrahim Fathi& Wahbah, Ayman Muhammad. 2021. Biomedical handheld embedded system. Journal of al Azhar University : Engineering Sector،Vol. 16, no. 60, pp.733-756.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1254662

Modern Language Association (MLA)

Sulayman, Muhammad Ahmad…[et al.]. Biomedical handheld embedded system. Journal of al Azhar University : Engineering Sector Vol. 16, no. 60 (Jul. 2021), pp.733-756.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1254662

American Medical Association (AMA)

Sulayman, Muhammad Ahmad& Tarrad, Ibrahim Fathi& Wahbah, Ayman Muhammad. Biomedical handheld embedded system. Journal of al Azhar University : Engineering Sector. 2021. Vol. 16, no. 60, pp.733-756.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1254662

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

-

Record ID

BIM-1254662