BIOMEDICAL HANDHELD EMBEDDED SYSTEM | ||||
| Journal of Al-Azhar University Engineering Sector | ||||
| Article 18, Volume 16, Issue 60, July 2021, Page 733-756 PDF (1.08 MB) | ||||
| Document Type: Original Article | ||||
| DOI: 10.21608/auej.2021.187970 | ||||
 View on SCiNiTO | ||||
| Authors | ||||
Mohamed A Soliman  1; Ayman M Wahba2; Ibrahim F G Tarrad3
| ||||
| 1Electrical & ComputerEngineering Department, Higher Technological Institute,10th of Ramadan City, Egypt | ||||
| 2Electrical Engineering Department. Faculty of Engineering, Al-Azhar University, Cairo, Egypt. | ||||
| 3Computer & Systems Eng. Dept., Faculty of Engineering, Ain Shams University, Cairo, Egypt | ||||
| Abstract | ||||
| 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 في الآونة الأخيرة ، تزدحم معظم المستشفيات في العالم وتواجه مشکلة الزيادة فى أعداد المرضى ، وتحديداً مع انتشار الفيروسات المعدية مثل کوفيد-19 والأمراض المزمنة الأخرى مثل أمراض القلب وأمراض الشيخوخة ، لذلک يحتاج المرضى الى رعاية طارئة دقيقة وبشکل مستمرودائم. قد يشکل اضطرابات ضربات القلب والأکسجين غير المشبع في الدم وارتفاع درجة الحرارة خطرًا کبيرًا على حياة المرضى. ومن ثم تعاني معظم المستشفيات والحجر الصحي الطبي من نقص في غرف وحدات العناية المرکزة. لذلک يناقش هذا البحث تصميم وتحسين جهاز مراقبة المريض لتحويله إلى جهاز محمول باليد ليکون صغير الحجم (L145 × W85 × D45مم) ، خفيف الوزن تقريبا (398 جم) ، منخفض التکلفة تقريبًا (98 دولارًا) ، سهل الاستخدام عن طريق شاشة تعمل باللمس ، واتصالات آمنة بشبکة الإنترنت باستخدام بروتوکول(SSL) [22]. ويبلغ الحد الأقصى لأخطاء ECG HR 1.408٪ و SPO2 1.075٪ و SPO2 HR 1.408٪ ودرجة الحرارة 0.549٪ و BP الانقباضي 2.439٪ و BP Diastolic 3.448٪ ويمکن للمريض استخدام الجهاز بنفسه في أي مکان بطريقة سهلة وآمنة. يقيس هذا الجهاز المعلمات الفسيولوجية مثل (ضغط الدم باستخدام طريقة (MAP) ، وتشبع الأکسجين في الدم (SPO2) عن طريق (التصوير الضوئي)، والحرکة الکهربائية والعضلية للقلب من خلال 3 اطراف، ودرجة الحرارة ، و أخيرًا ، معدل ضربات القلب بثلاث طرق مختلفة. يتم مراقبة جميع البيانات عن طريق شاشه ملونه ذکيه تعمل باللمس، وتخزين المعلومات الرئيسية للمريض لأکثر من ثلاثين يومًا بشکل مستمرعلى SD. أيضًا باستخدام تقنية(انترنت الاشياء)لنقل جميع معلومات المريض في الوقت الفعلي من خلال ESP8266 إلىالاندرويدأو موقع الويب لمتابعة المريض بشکل مباشر ودائم عن طريق الطبيب أو القائم بالرعاية ، ويقدم الجهاز بعض الجمل الصوتية المهمة والتنبيهات الصوتية لتحسين الصحة للمريض. تم تصميم وتنفيذ النظام بتکلفة منخفضة ، يستخدم بها المستشعرات التقليدية منخفضة التکلفة ، مع تغيير الدوائر التناظرية الکبيرة إلى دوائر تکييف إشارة ذکي باستخدام (CMRR) مع دوائر مرشحSallen-Key Active وتقريب متتالي منخفض التکلفة 12- بت ADC MCP3208 ، مع DAC MCP4728 وتحسين الکفاءة بواسطة برنامج DSP على وجه التحديد FIR و Moving Average Filter. لا تستخدم هذه الورقة أي منصات تحت (RTOS) ، ولکنها تستخدم لغة(البيسکالمضمنة) مع وحدة التحکم الدقيقة واسعة النطاق PIC18f46k22 ، لإبقاء البرنامج في حجم ذاکرة صغير واستهلاک منخفض للطاقة | ||||
| Keywords | ||||
| Sensor and Signal Conditioning; MAP; PPG; DSP; Smart Touch TFT. الحساسات ودوائر التکيف; PIC18f46K22; ESP8266; أقصى ضغط شرياني; التصويرالضوئي; معالجة الإشارة الرقمية; شاشه ذکيه تعمل باللمس | ||||
|
Statistics Article View: 398 PDF Download: 319 |
||||
