Μελέτη, σχεδίαση και υλοποίηση ενός συστήματος παρακολούθησης ασθενών με χρήση υλικού για την καταγραφή ζωτικών λειτουργιών (ECG, Oximeter) και υπολογιστικής όρασης για εφαρμογές σε έξυπνες πόλεις (smart city)

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά τη μελέτη, σχεδίαση και υλοποίηση ενός συστήματος παρακολούθησης ασθενών, το οποίο χρησιμοποιεί υλικό για την καταγραφή ζωτικών λειτουργιών (ECG, οξύμετρο) και υπολογιστική όραση, με εφαρμογές σε έξυπνες πόλεις. Στόχος του συστήματος είναι η απομακρυσμένη παρακολούθηση ηλικιωμένων και ατόμων με χρόνιες παθήσεις, που διαμένουν, σε αστικές, μη-αστηκές ή σε απομακρυσμένες περιοχές, όπου δεν έχουν εύκολη πρόσβαση σε υγειονομικές υπηρεσίες. Το σύστημα αποτελείται ξεχωριστά από έναν αισθητήρα που μετρά τους καρδιακούς παλμούς και τα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα, έναν αισθητήρα καρδιογραφήματος, καθώς και μια κάμερα που αναγνωρίζει τη στάση του σώματος (όρθιος, καθιστός, ξαπλωμένος). Τα δεδομένα των αισθητήρων μέτρησης καρδιακών παλμών, μέτρησης οξυγόνου και καρδιογραφήματος μεταδίδονται μέσω διαδικτύου σε εφαρμογή κινητού τηλεφώνου, επιτρέποντας την απομακρυσμένη παρακολούθηση των ασθενών. Για την υλοποίηση χρησιμοποιούνται οι πλακέτες Arduino Nano 33 BLE Sense και ESP-8266 Wemos D1 Mini, οι οποίες προσφέρουν δυνατότητες ενσωμάτωσης τεχνητής νοημοσύνης και ασύρματης επικοινωνίας. Η επικοινωνία των αισθητήρων με την εφαρμογή βασίζεται στο πρωτόκολλο MQTT, το οποίο επιτρέπει την ασφαλή και αποδοτική μετάδοση δεδομένων. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται τεχνικές μηχανικής μάθησης και νευρωνικών δικτύων για την ανάλυση των δεδομένων της κάμερας, επιτρέποντας την ανίχνευση της στάσης του σώματος. Το σύστημα συμβάλλει στην πρόληψη σοβαρών καταστάσεων, βελτιώνοντας την ποιότητα ζωής των ασθενών και διευκολύνοντας την απομακρυσμένη ιατρική παρακολούθηση. Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι η προσέγγιση αυτή μπορεί να αποτελέσει σημαντικό εργαλείο για την υποστήριξη του συστήματος υγείας σε έξυπνες πόλεις, μειώνοντας τον χρόνο απόκρισης σε επείγοντα περιστατικά και ενισχύοντας την αυτονομία των ασθενών.