Intelligent Mobile Health Monitoring System (IMHMS)
Rifat Shahriyar1, Md. Faizul Bari2, Gourab Kundu3, Sheikh Iqbal Ahamed4, and Md. Mostofa Akbar5 Bangladesh University of Engineering & Technology1, 2, 5, University of Illinois at UrbanaChampaign3, Marquette University4
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstrak Pemantauan kesehatan berulang kali disebutkan sebagai salah satu daerah aplikasi utama untuk komputasi Pervasif. Ponsel Kesehatan adalah integrasi komputasi mobile dan pemantauan kesehatan. Ini adalah penerapan teknologi komputasi mobile untuk meningkatkan komunikasi antara pasien, dokter, dan petugas kesehatan lainnya. Sebagai perangkat mobile telah menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan kita dapat mengintegrasikan layanan kesehatan lebih mulus untuk kehidupan kita sehari-hari. Hal ini memungkinkan pengiriman informasi medis yang akurat mana saja kapan saja dengan cara perangkat mobile. Kemajuan terbaru teknologi di sensor, daya rendah sirkuit terpadu, dan komunikasi nirkabel telah diaktifkan desain murah, miniatur, node bio-sensor ringan dan cerdas. Node ini, mampu penginderaan, pengolahan, dan berkomunikasi satu atau lebih tanda-tanda penting, dapat mulus diintegrasikan ke dalam jaringan wilayah pribadi atau badan nirkabel untuk memantau kesehatan mobile. Dalam tulisan ini kami menyajikan Mobile Intelligent Pemantauan Kesehatan System (IMHMS), yang dapat memberikan umpan balik medis kepada pasien melalui perangkat mobile berdasarkan data biomedis dan lingkungan yang dikumpulkan oleh sensor dikerahkan.
1. Pendahuluan Komputasi Pervasif adalah konsep yang menggabungkan perhitungan di kerja dan lingkungan hidup sedemikian rupa sehingga interaksi antara manusia dan perangkat komputasi seperti ponsel atau komputer menjadi sangat alami dan pengguna bisa mendapatkan beberapa jenis data dalam benar-benar secara transparan [1]. Potensi komputasi meresap jelas dalam hampir setiap aspek kehidupan kita termasuk rumah sakit, darurat dan situasi kritis, industri, pendidikan, atau medan perang bermusuhan. Penggunaan teknologi ini di bidang kesehatan dan kesejahteraan dikenal sebagai perawatan kesehatan meresap. Ponsel komputasi menggambarkan kelas baru perangkat komputasi mobile yang menjadi mana-mana dalam kehidupan sehari-hari. Handheld, ponsel dan berjenis embedded system membuat akses informasi yang mudah tersedia untuk semua orang dari mana saja setiap saat. Kami disebut integrasi komputasi mobile untuk perawatan kesehatan meresap perawatan kesehatan keliling. Tujuan dari perawatan kesehatan mobile untuk memberikan layanan kesehatan kepada siapa pun kapan saja, mengatasi kendala tempat, waktu dan karakter. Kesehatan
selular
mengambil
langkah-langkah
untuk
merancang,
mengembangkan dan mengevaluasi teknologi mobile yang membantu warga berpartisipasi lebih dekat dalam perawatan kesehatan mereka sendiri. Dalam banyak situasi orang memiliki masalah medis yang diketahui mereka tetapi mau atau tidak mampu andal pergi ke dokter. Obesitas, tekanan darah tinggi, denyut jantung tidak teratur, atau diabetes adalah contoh masalah kesehatan umum seperti. Dalam kasus ini, orang biasanya disarankan untuk secara berkala mengunjungi dokter mereka untuk pemeriksaan medis rutin. Tetapi jika kita dapat memberikan mereka dengan cerdas dan lebih personal sarana melalui mana mereka bisa mendapatkan umpan balik medis, itu akan menghemat waktu mereka yang berharga, memuaskan keinginan mereka untuk kontrol pribadi atas kesehatan mereka sendiri, dan menurunkan biaya perawatan medis jangka panjang. Berbagai definisi dan terminologi yang digunakan untuk bio-sensor tergantung pada bidang aplikasi. Dua definisi umum dari biosensor dapat ditemukan di [2] dan [3]. Penulis di [2] mendefinisikannya sebagai: "A
biosensor adalah perangkat kimia penginderaan di mana badan pengakuan biologis
berasal
digabungkan
ke
transducer,
untuk
memungkinkan
pengembangan kuantitatif beberapa parameter biokimia yang kompleks". Menurut
penulis
[3]:
"Sebuah
biosensor
adalah
perangkat
analitis
menggabungkan kombinasi yang disengaja dan intim dari unsur biologis tertentu (yang menciptakan acara recognition) dan elemen fisik (yang transduces acara recognition)" The menandakan nama biosensor. bahwa perangkat adalah kombinasi dari dua bagian: bioelement dan sensorelemen. Sebuah elemen tertentu bio (misalnya, enzim) mengakui analit tertentu dan elemen sensor transduces perubahan bio-molekul menjadi sinyal listrik. Unsur bio sangat spesifik untuk analit yang sangat sensitif. Tidak mengakui analit lainnya. Bio-sensor dapat memiliki berbagai aplikasi biomedis dan industri. Mereka digunakan untuk Level glukosa Monitoring, EKG Sensing, Pulse Pengukuran, Tekanan Darah Monitoring, pemantauan sel morfologi dll Baru-baru mereka digunakan untuk memberikan retina buatan untuk manusia. Sejumlah bio-sensor yang memantau tanda-tanda vital, sensor lingkungan (suhu, kelembaban, dan cahaya), dan sensor lokasi semua dapat diintegrasikan ke dalam Wearable Wireless Badan / Personal Area Network (WBAN / WPAN). Jenis jaringan yang terdiri dari sensor yang murah, ringan, dan miniatur dapat memungkinkan jangka panjang, tidak mengganggu, pemantauan kesehatan rawat jalan dengan umpan balik seketika kepada pengguna tentang status kesehatan saat ini dan real-time atau dekat update real-time dari catatan medis pengguna . Sistem seperti ini dapat digunakan untuk mendeteksi ponsel atau komputer diawasi rehabilitasi untuk berbagai kondisi, dan bahkan awal kondisi medis. Ketika diintegrasikan ke dalam tele-medis sistem yang lebih luas dengan catatan medis pasien, menjanjikan sebuah revolusi dalam penelitian medis melalui data mining dari semua mengumpulkan informasi. Jumlah besar data fisiologis yang dikumpulkan akan memungkinkan analisis kuantitatif berbagai kondisi dan pola. Para peneliti akan dapat mengukur kontribusi masing-masing parameter untuk kondisi tertentu dan mengeksplorasi sinergi antara
parameter yang berbeda, jika jumlah yang memadai pasien dipelajari dengan cara ini. Dalam tulisan ini kami menyajikan sistem pemantauan kesehatan keliling
bio-sensor
berbasis
dinamakan
sebagai
"Mobile
Intelligent
Pemantauan Kesehatan System (IMHMS)" yang menggunakan / Personal Area Jaringan Tubuh Wireless Wearable untuk mengumpulkan data dari pasien, pertambangan data, cerdas memprediksi kesehatan pasien status dan memberikan umpan balik kepada pasien melalui perangkat mobile mereka. Para pasien akan berpartisipasi dalam proses perawatan kesehatan dengan perangkat mobile mereka dan dengan demikian dapat mengakses informasi kesehatan mereka dari mana saja setiap saat. Selain itu, sejauh tidak ada server medis otomatis digunakan dalam salah satu pekerjaan yang berhubungan dengan pelayanan kesehatan mobile. Untuk menjaga server sejumlah besar spesialis yang dibutuhkan untuk pemantauan terus menerus. Kehadiran sejumlah besar spesialis tidak selalu mungkin. Apalagi di negaranegara dunia ketiga seperti kita spesialis tanpa pengetahuan yang tepat dapat memberikan resep yang salah. Yang memotivasi kita untuk bekerja untuk server medis cerdas untuk aplikasi kesehatan mobile yang akan membantu spesialis dalam perawatan kesehatan. Sebagai sejumlah besar data medis ditangani oleh server, server akan melakukan tambang dan menganalisis data. Dengan hasil pertambangan, analisis dan saran dan informasi yang diberikan oleh spesialis dalam skenario kritis server dapat belajar untuk memberikan umpan balik secara otomatis. Selain itu sebagai waktu tumbuh server akan dilatih secara otomatis oleh pertambangan dan menganalisis data semua skenario perawatan kesehatan mungkin dan menjadi salah satu cerdas nyata. Kontribusi utama kami di sini adalah Cerdas Server Medis yang merupakan ide baru di bidang perawatan kesehatan mobile. Garis besar makalah ini adalah sebagai berikut: Kami menyediakan deskripsi singkat dari karya-karya yang terkait dalam Bagian 2. Sistem Arsitektur IMHMS dijelaskan dalam Bagian 3 diikuti dengan karakteristik IMHMS dalam Bagian 4. Dampak IMHMS diberikan dalam Bagian 5. Bagian
6
menyajikan
evaluasi
sistem.
Masa
depan
arah
penelitian
dan
menyimpulkan pernyataan kami dalam Bagian 7. 2. Terkait Bekerja Semua Beberapa proyek kesehatan dalam ayunan penuh di universitas dan lembaga yang berbeda, dengan tujuan menyediakan lebih banyak dan lebih bantuan kepada orang tua. CAST (Pusat Layanan Aging Technologies) [4] adalah mengorganisir beberapa proyek termasuk: 1. rumah aman yang akan membantu lemah tua dengan melacak aktivitas mereka. 2. tempat tidur berbasis sensor untuk melacak tidur dan berat, yang nantinya akan digunakan dalam mendeteksi penyakit. Dalam Pusat Kesehatan [5] Future, sebuah rumah lima kamar telah ditanamkan dengan beberapa sensor infra merah, perangkat monitoring dan bio-sensor. Tujuan utama dari proyek ini adalah untuk memberikan solusi terpadu untuk para senior di rumah, memungkinkan mereka untuk berpartisipasi erat dalam deteksi penyakit dan manajemen kesehatan sendiri. Jenis serupa proyek bernama AHRI (Sadar Depan Research Initiative) [6] yang terjadi di GeorgiaTech University. Proyek MobiHealth [7] [8] [9] yang terjadi untuk membangun sistem untuk mengumpulkan sinyal tubuh yang vital dan memanipulasi mereka di lembaga pelayanan kesehatan yang jauh. The Terva sistem [12] monitoring telah diperkenalkan untuk mengumpulkan data yang terkait dengan kondisi kesehatan seperti tekanan darah, suhu, kondisi tidur, berat badan, dll, lebih waktu yang cukup lama. Berikut data yang telah dikumpulkan empat kali sehari (pagi, siang, sore dan malam) dan disimpan dalam bentuk sebuah TOD (waktu-of-hari) matriks dan dianalisis kemudian. Seluruh sistem telah ditempatkan di sebuah koper yang meliputi laptop, memantau tekanan darah dan beberapa perangkat monitoring lainnya. Akibatnya, sistem ini kehilangan mobilitas dan menjadi layak untuk digunakan secara statis di rumah. Sebuah sistem pemantauan diri umpan balik berdasarkan untuk mengelola obesitas bernama Wireless Wellness monitor [11] [13] telah dirancang menggunakan Bluetooth dan Jini jaringan untuk mendukung jaringan yang dinamis Jawa. Sistem ini terdiri dari alat ukur, rumah server sebagai base station, terminal mobile (misalnya PDA atau
ponsel pintar) dan database yang terhubung melalui internet. Perangkat mengukur mengumpulkan data dan menempatkan bahwa dalam server rumah. Terminal mobile dapat mengakses informasi secara nirkabel dari server rumah atau dapat mengumpulkan data dari database eksternal melalui server rumah. MobiHealth proyek [11] [12] [13] dapat memantau sinyal kesehatan penting melalui sensor medis kecil dan mengirimkan mereka untuk profesional perawatan kesehatan melalui sistem nirkabel sangat kuat dan murah yang tersedia. Tubuh Area Network (BAN) telah digunakan dalam pemantauan sinyal dan GPRS dan UMTS telah digunakan untuk sinyal transmisi dengan cepat. Dalam [10] peneliti telah digambarkan beberapa karakteristik yang diperlukan dari sistem perawatan kesehatan dapat dipakai bersama dengan masalah desain, implementasi dan komunikasi sistem plug-andplay tetapi tidak terjangkau dan kebutuhan perangkat keras khusus. [14] Disampaikan WWBAN (Wireless Wearable Tubuh Area Network) yang terdiri dari sensor statis berkomunikasi hanya dengan unit kontrol pusat. [15] Mengembangkan sistem bernama Wellness Assistant
(WA),
yang
menggunakan
teknologi
komputasi
meresap
menggunakan perangkat genggam yang murah seperti PDA, ponsel, dan jam tangan dengan kemampuan nirkabel jarak pendek. WA dapat digunakan oleh orang-orang dengan obesitas, diabetes, atau tekanan darah tinggi, kondisi yang membutuhkan pemantauan konstan. Baru-baru ini [17] menjelaskan berbagai aplikasi kesehatan meresap dan kebutuhan mereka, infrastruktur jaringan yang diperlukan serta beberapa isu dan tantangan terbuka. Pusat Kesehatan Pervasif dari Departemen Ilmu Komputer di University of Aarhus [18] adalah program penelitian yang didedikasikan untuk merancang, mengembangkan, dan mengevaluasi teknologi komputer luas bagi dokter untuk menggunakan di rumah sakit dan untuk membantu warga untuk berpartisipasi erat dalam merawat kesehatan mereka sendiri. Sejumlah besar karya mengenai perawatan kesehatan meresap dilakukan oleh mereka baru-baru ini. 3. Sistem Arsitektur
IMHMS mengumpulkan data fisiologis pasien melalui bio-sensor. Data tersebut dikumpulkan dalam jaringan sensor dan ringkasan data yang dikumpulkan ditransmisikan ke komputer pribadi pasien atau ponsel / PDA. Perangkat ini meneruskan data ke server medis untuk analisis. Setelah data dianalisis, server medis memberikan umpan balik untuk komputer pribadi pasien atau ponsel / PDA. Para pasien dapat mengambil tindakan yang diperlukan tergantung pada umpan balik. The IMHMS berisi tiga komponen. Yaitu : 1. Wearable Body Sensor Network [WBSN] 2. Patients Personal Home Server [PPHS] 3. Intelligent Medical Server [IMS]. Mereka digambarkan di bawah ini. Wearable Body Sensor Network [WBSN] Wearable Body Sensor Network dibentuk dengan bio-sensor dapat dipakai atau implan dalam tubuh pasien. Sensor ini mengumpulkan bacaan yang diperlukan dari tubuh pasien. Untuk masing-masing organ akan ada sekelompok sensor yang akan mengirimkan pembacaan mereka terhadap pemimpin kelompok. Para pemimpin kelompok dapat berkomunikasi satu sama lain. Mereka mengirim informasi dikumpulkan ke controller pusat. Pusat pengendali bertanggung jawab untuk transmisi data pasien ke komputer pribadi atau ponsel / PDA. [16] menyarankan bahwa untuk komunikasi nirkabel di dalam tubuh manusia, tindakan media jaringan sebagai
saluran
melalui
mana
informasi
yang
dikirim
sebagai
elektromagnetik (EM) frekuensi radio (RF). Jadi di WBSN, informasi ditransmisikan
sebagai
elektromagnetik
(EM)
frekuensi
radio
(RF)
gelombang. Kontroler utama dari WBSN berkomunikasi dengan pasien Personal Home Server [PPHS] menggunakan salah satu dari tiga protokol nirkabel: Bluetooth, WLAN (802.11) atau ZigBee. Bluetooth dapat digunakan untuk berbagai jarak pendek antara pengendali pusat dan PPHS. WLAN dapat digunakan untuk mendukung lebih banyak jarak antara mereka. Sekarang hari ZigBee memperkenalkan dirinya sebagai protokol nirkabel khusus cocok untuk aplikasi meresap dan di mana-mana. Jadi ZigBee dapat digunakan untuk komunikasi juga.
Gambar 1. WBSN Patient's Personal Home Server [PPHS] Patient's personal home server dapat menjadi komputer pribadi atau perangkat mobile seperti ponsel / PDA. Kami menyarankan perangkat mobile karena akan lebih cocok bagi pengguna untuk menggunakan perangkat mobile mereka untuk tujuan ini. PPHS mengumpulkan informasi dari kontroler tengah WBSN. PPHS mengirimkan informasi ke Cerdas Server Medis [IMS] .PPHS berisi logika untuk menentukan apakah akan mengirim informasi ke IMS atau tidak. Personal Computer PPHS berdasarkan berkomunikasi dengan IMS menggunakan Internet. Perangkat mobile berbasis PPHS berkomunikasi dengan IMS menggunakan GPRS / Ujung / SMS. Cara terbaik untuk menerapkan IMS adalah dengan Web Service atau arsitektur berbasis Servlet. IMS akan bertindak sebagai penyedia layanan dan pasien PPHS akan bertindak sebagai pemohon layanan. Dengan menyediakan jenis arsitektur, sejumlah besar lingkungan yang heterogen dapat didukung dengan keamanan. Jadi komputer pribadi atau ponsel / PDA dapat dihubungkan dengan mudah ke IMS tunggal tanpa masalah.
Intelligent Medical Server [IMS] Intelligent Medical Server [IMS] menerima data dari semua PPHS. Ini adalah tulang punggung seluruh arsitektur ini. Hal ini mampu belajar batas tertentu pasien. Hal ini dapat belajar dari catatan pengobatan sebelumnya pasien. Setiap kali seorang dokter atau spesialis memeriksa pasien, pemeriksaan dan pengobatan hasilnya disimpan dalam database pusat. IMS tambang data ini dengan menggunakan state-of-the-art teknik data mining seperti jaring saraf, aturan asosiasi, pohon keputusan tergantung pada sifat dan distribusi data. Setelah memproses informasi itu memberikan umpan balik kepada PPHS atau menginformasikan otoritas medis dalam situasi kritis. PPHS menampilkan umpan balik kepada pasien. Otoritas medis dapat mengambil tindakan yang diperlukan. IMS membuat catatan khusus pasien. Hal ini dapat menyimpulkan apa tren penyakit untuk pasien, keluarga bahkan lokalitas. IMS dapat mengatasi dengan variasi kesehatan karena perubahan musim, epidemi dll IMS dikendalikan dan dipantau terutama oleh dokter khusus. Tetapi bahkan pasien dapat membantu kereta IMS dengan memberikan informasi spesifik kepadanya. Setelah pertambangan database disimpan dalam IMS, informasi penting mengenai kesehatan umum masyarakat dapat diperoleh. Ini dapat membantu otoritas untuk memutuskan kebijakan kesehatan. Sejumlah besar pasien akan terhubung ke IMS menggunakan PPHS mereka. Jadi keamanan pasien merupakan masalah besar di sini. Jadi RFID dapat digunakan dalam tujuan ini. Identifikasi frekuensi radio (RFID) adalah metode identifikasi otomatis,
mengandalkan
penyimpanan
dan
remote
mengambil
data
menggunakan perangkat yang disebut RFID tag atau transponder. Tag RFID adalah sebuah benda yang dapat diterapkan atau dimasukkan ke dalam produk, hewan, atau orang untuk tujuan identifikasi menggunakan gelombang radio. Beberapa tag dapat dibaca dari jarak beberapa meter dan di luar garis pandang pembaca. Sehingga keamanan dapat diberikan dengan memberikan tag RFID untuk setiap pasien.
Gambar 2. IMHMS System Architecture kontribusi utama kami adalah Intelligent Medical Server (IMS) yang merupakan ide baru. Jadi kita gambarkan dalam rincian lebih lanjut dengan skenario di bawah ini. Skenario Dalam unit perawatan intensif, ada ketentuan untuk terus memantau pasien. Detak jantung mereka, suhu dll terus dipantau. Namun dalam banyak kasus, pasien sembuh dan kembali ke rumah dari rumah sakit. Tapi penyakit ini bisa kembali, dia mungkin terinfeksi dengan penyakit baru, mungkin ada serangan tiba-tiba yang dapat menyebabkan kematiannya. Jadi dalam banyak kasus, pasien keluar dari rumah sakit tapi masih mereka sangat disarankan untuk berada di bawah beristirahat dan observasi untuk beberapa periode
waktu (dari beberapa hari sampai beberapa bulan). Dalam kasus ini, IMHMS bisa sangat berguna. Pasien tekanan darah sering mendapatkan korban karena perubahan mendadak dari tekanan. Hal ini tidak dapat diramalkan dan juga orang normal tidak dapat disimpan di bawah pengamatan medis dari dokter atau rumah sakit semua hari setahun. Tekanan darah berubah tiba-tiba dan bisa-mengobati hidup. Menggunakan IMHMS, mereka bisa mendapatkan peringatan ketika tekanan darah mereka hanya mulai menjadi tinggi atau rendah. Data pasien (suhu, denyut jantung, kadar glukosa, tekanan darah dll) akan sering diukur dan dikirim ke PPHS. Periode pengiriman (mengatakan setiap 3 menit) dapat diatur dari pasien dalam kontroler pusat WBSN. Biasanya kadar glukosa akan dikirim setelah beberapa hari atau minggu. Denyut jantung dapat dikirim setiap menit dan suhu dapat dikirim setelah setengah jam dll Tapi ini dapat parameter untuk memastikan bahwa ketika pasien normal, tidak banyak bacaan akan dikirim sehingga sensor memiliki panjang seumur hidup. Tapi ketika pasien sakit, pembacaan akan diambil sering dan dikirim ke PPHS. PPHS akan memiliki beberapa logika untuk memutuskan apakah informasi tersebut layak mengirimkan ke IMS. Katakanlah, suhu dalam kisaran aman (kurang dari 98f), dan kemudian PPHS tidak akan mengirimkan info ini ke IMS untuk menghemat biaya bagi pasien. Sekali lagi mengatakan, kadar glukosa aman dan sama dengan beberapa hari terakhir, maka info ini juga tidak perlu dikirim. Data harus dikirim ke IMS ketika ada perubahan status (mengatakan suhu pasien pergi ke 100F dari 98f atau pasien dengan demam parah 102F baru saja mendapat suhu turun ke 99F). Sekali lagi jika ada perubahan mendadak pada tekanan darah atau tingkat glukosa, maka info ini harus dikirim ke IMS. IMS belajar pasien ambang batas tertentu. Katakanlah suhu tubuh reguler pasien adalah 98.2F sedangkan satu orang merasa demam jika suhu tubuhnya 98.2F. Dengan menggunakan teknik averaging selama waktu yang relatif lama, IMS dapat belajar ambang ini untuk pasien. Namun, pasien juga dapat
memberikan ambang ini sebagai masukan berdasarkan arah dari dokter mereka. Menggunakan IMS, kita dapat melihat tanggal sejarah medisnya bijaksana, acara bijaksana dll IMS dapat melakukan data mining pada data pasien tertentu untuk menemukan fakta-fakta penting. Misalkan seseorang memiliki suhu tinggi menengah yang dimulai pada malam dan berlangsung sampai tengah malam. Jika fenomena ini terus berlanjut selama beberapa hari, IMS secara otomatis akan mendeteksi fakta ini dan mengirim pesan ke PPHS mengatakan "Anda sering mengalami demam periode pendek yang mungkin merupakan gejala dari penyakit yang buruk. Konsultasikan dengan dokter segera". Menggunakan IMS, kita dapat melihat tanggal sejarah medisnya bijaksana, acara bijaksana dll Seorang pasien juga dapat memasukkan informasi tambahan seperti dia memiliki nyeri dada hari ini, atau ia sering muntah, ia memiliki ruam di tubuh dll di PPHS. Dalam IMS, akan ada seperangkat aturan untuk prediksi awal penyakit. Aturan-aturan ini akan menjadi pra belajar berdasarkan jaringan saraf atau data mining database penyakit yang ada yang tersedia melalui web. Sekarang IMS, dengan informasi tambahan, akan memeriksa aturan. Jika menemukan aturan yang cocok, maka akan memprediksi penyakit dan mengirim pesan ke PPHS. PPHS dapat mengirimkan data EKG terus menerus. Misalkan seorang pasien telah kembali ke rumah setelah operasi jantung. Jika pasien memiliki masalah jantung seperti aritmia, maka akan ada variasi yang tidak teratur sinyal jantung. Hal ini mungkin terjadi hanya sekali atau dua kali sehari. Tetapi jika PPHS mentransmisikan data EKG kontinyu, variasi tersebut akan segera terdeteksi dan peringatan akan dikeluarkan. Fakta yang paling penting tentang IMS adalah bahwa hal itu dapat membantu menghentikan penyebaran penyakit. Setiap kali menemukan bahwa beberapa orang dari daerah yang sama selama periode waktu kecil mengalami penyakit yang sama, itu akan memprediksi bahwa penyakit ini menyebar di wilayah itu sehingga otoritas yang dapat mengambil tindakan segera. Katakanlah, ketika beberapa orang dari laporan daerah yang sama bahwa mereka mengalami demam tinggi, nyeri seluruh tubuh dan ruam, IMS akan
melaporkan hal ini yang para dokter dapat menafsirkan dengue yang pecah di daerah itu dan otoritas memiliki kesempatan untuk mengambil tindakan di panggung pertama sehingga epidemi dapat dihindari. 4. Karakteristik Karakteristik IMHMS dijelaskan sebagai berikut: a. Kesederhanaan Sistem arsitektur IMHMS adalah sederhana dengan tidak ada sistem yang kompleks atau arsitektur komunikasi. Meskipun setup WBSN cukup canggih tetapi untuk mendapatkan bantuan dari sistem pemantauan kesehatan cerdas seperti bio-sensor perlu menanamkan atau mengenakan ke tubuh pasien. b. Efektif Biaya IMHMS adalah biaya yang efektif. WBSN Setup terdiri dari beberapa biaya rendah bio-sensor. Komunikasi dari WBSN juga murah karena penggunaan biaya Bluetooth atau ZigBee adapter rendah. PPHS setup biaya efektif karena penggunaan komputer pribadi konfigurasi normal atau ponsel murah. IMS akan dikenakan beberapa biaya karena sejumlah besar pasien dukungan. Tetapi sehubungan dengan jumlah pasien yang dilayani oleh IMS tunggal biaya ini layak. c. Keamanan Keamanan merupakan masalah besar di IMHMS. Misalkan data pasien jantung dimanipulasi oleh penyerang berbahaya. Pembacaan normal dapat berubah sebagai salah satu yang serius dan pasien jantung dapat dipengaruhi oleh hasil rusak yang bahkan dapat menyebabkan dia serangan jantung yang serius. Jadi tanpa keamanan IMHMS tidak lengkap. Seperti disebutkan dalam Arsitektur Sistem, keamanan di IMHMS disediakan dengan menggunakan RFID. Setiap pasien akan diberikan tag RFID yang akan digunakan untuk secara unik mengidentifikasi pasien. IMS akan mempertahankan pasien profil informasi dengan RFID di database pusat. Jadi serangan berbahaya dapat diblokir menggunakan informasi ini karena pasien dapat dengan mudah dilacak menggunakan RFID. Selain itu
volume besar data perlu dikirim antara tiga komponen dari IMHMS. Jadi data harus ditransmisikan dalam bentuk terenkripsi antara komponen untuk melindungi dari kerentanan keamanan. d. Flexible communication protocol Protokol komunikasi IMHMS fleksibel. The WBSN pusat pengendali dapat berkomunikasi dengan PPHS menggunakan salah satu dari tiga protokol: Bluetooth, WLAN atau ZigBee. Selain itu PPHS bisa komputer pribadi, ponsel atau PDA. Dalam kasus komputer, dapat berkomunikasi dengan IMS menggunakan internet. Ponsel atau PDA dapat berkomunikasi dengan IMS menggunakan salah satu dari tiga cara: GPRS / Ujung / SMS. Jadi kita bisa melihat sejumlah besar cara-cara alternatif komunikasi didukung di IMHMS membuat protokol komunikasi yang fleksibel nyata. e. Kemampuan untuk memprediksi penyebaran penyakit tersebut cerdas IMS dapat memprediksi penyebaran penyakit di sebuah wilayah tertentu. IMS berisi beberapa algoritma data mining yang kuat dan efisien yang dapat digunakan untuk tujuan ini. Kemampuan untuk membantu otoritas untuk menentukan kebijakan kesehatan umum IMS mampu untuk membantu otoritas untuk menentukan kebijakan kesehatan umum. Misalnya, di sebuah wilayah tertentu sejumlah besar orang (yang merupakan klien IMS) dipengaruhi oleh penyakit yang terjadi karena kurangnya vitamin tertentu, IMS dapat melacak situasi ini dan dapat menghasilkan pesan peringatan untuk kewenangan untuk memberitahu mereka. Kemudian kewenangan dapat menentukan kebijakan kesehatan dengan memaksa pasar untuk membawa dan menjual makanan memiliki vitamin tertentu serta membuat orang menyadari kekurangan vitamin mereka. 5. Dampak yang lebih luas Di IMHMS memiliki dampak yang lebih luas bagi negara-negara maju dan berkembang. Pelayanan kesehatan melalui perangkat mobile dengan server pusat medis bukanlah konsep baru bagi negara-negara maju. Namun server medis yang
digunakan ada terutama untuk penyimpanan data. Tapi IMS dari IMHMS tidak hanya menyimpan data tetapi juga menggunakannya untuk umpan balik medis otomatis. Jadi untuk negara-negara maju semua server pusat penyimpanan yang ada dapat diganti dengan mudah dengan IMS. Jadi untuk mengintegrasikan IMS dengan pelayanan kesehatan yang ada, server data medis pusat mereka harus bermigrasi ke IMS. Kemudian IMS cerdas dapat mendukung semua layanan kesehatan yang ada. Orang-orang dari negara-negara berkembang secara ekstensif menggunakan perangkat mobile, tetapi mereka tidak akrab dengan perangkat mobile layanan cerdas berbasis. Jadi IMHMS dapat sangat berguna bagi mereka dengan menyediakan pelayanan kesehatan mana saja kapan saja melalui perangkat mobile mereka. Untuk negara-negara berkembang, IMHMS dapat membantu dokter dan spesialis untuk perawatan yang lebih baik dari pasien sebagai data medis keseluruhan dan sejarah pengobatan disimpan dalam IMS. Selain itu tidak selalu mungkin untuk pasien untuk memanfaatkan layanan dari unit perawatan khusus seperti ICU (Intensive Care Unit), CCU (Unit Perawatan Kritis) karena terbatasnya jumlah unit dan uang tersebut. Jadi dalam kasus ini IMHMS dapat membantu pasien dengan menyediakan pemantauan kesehatan terus menerus. 6. Evaluasi Untuk mengevaluasi IMHMS, kami telah menggunakan pendekatan berikut. 1. Melaksanakan prototipe komponen yang berbeda dari IMHMS 2. Walkthrough Kognitif Implementasi strategi . Prototype Implementation Prototype Kami sedang bekerja untuk membangun WBSN. Implementasi ini belum lengkap. Jadi kita mempertimbangkan data yang disediakan oleh bio-sensor sebagai file XML terstruktur dengan baik. Sebuah file XML sampel ditunjukkan pada Gambar 3 di mana suhu pasien, Glukosa-tingkat dan tekanan darah diukur terus menerus selama periode waktu.
Figure 3. Patient's Health Data Data Kesehatan Dua kemungkinan implementasi Hal ini dapat diterapkan di komputer pribadi. Sementara menerapkan untuk komputer pribadi, media komunikasi yang paling cocok antara WBSN dan PPHS adalah Bluetooth karena ketersediaan dan biaya rendah. Pelaksanaan PPHS berdasarkan komputer pribadi diperlukan pengaturan Bluetooth Server di komputer pribadi. Data medis pasien akan dipindahkan dari WBSN ke PPHS melalui Bluetooth
Server.
Kemudian
komputer
pribadi
PPHS
berdasarkan
memproses data dan mengirim data yang diperlukan untuk IMS. Tapi kami sarankan perangkat mobile untuk melaksanakan PPHS karena akan lebih cocok bagi pengguna untuk menggunakan ponsel mereka atau PDA dalam tujuan ini. Mobilitas nyata dari solusi dapat disediakan oleh perangkat mobile. Untuk implementasi berbasis perangkat mobile, kita pertama
mempertimbangkan dua pilihan. Salah satunya adalah J2ME dan yang lainnya adalah Google Android. Android masih dalam tingkat simulator tanpa implementasi apa tetapi tidak sangat jauh itu akan memerintah bidang komputasi mobile. Kami memilih J2ME berbasis aplikasi kustom sehingga dapat digunakan secara langsung di sejumlah besar ponsel yang tersedia atau PDA yang tersedia di pasar. The PPHS J2ME berdasarkan otomatis mengumpulkan data pasien dari WBSN dan transfer ke IMS. Hal ini juga bertanggung jawab untuk menampilkan hasil dan umpan balik dari IMS untuk setiap pasien tertentu. Kami menerapkan kerangka IMS. IMS dibangun dengan arsitektur berbasis Java Servlet. Untuk terhubung ke IMS, PPHS membutuhkan perangkat lunak yang akan diinstal. Kami menerapkan aplikasi J2ME yang memproses file XML data pasien menggunakan kXML yang merupakan sumber XML parser terbuka. Aplikasi ini menghubungkan ke IMS menggunakan GPRS atau EDGE. Hal ini dapat terhubung menggunakan SMS juga jika SMS menerima aplikasi yang dapat dapat dikembangkan dalam IMS. Aplikasi J2ME kami menghubungkan ke IMS ini Web Servlet oleh
GPRS
atau
EDGE.
Bagian
berdasarkan
SMS
belum
diimplementasikan. Untuk menerapkan porsi berdasarkan SMS IMS harus dihubungkan dengan sejumlah ponsel atau PDA untuk menerima SMS dari PPHS dan mengirim umpan ke PPHS sebagai SMS.
Gambar 4. Flow diagram of the implementation Diagram alir dari pelaksanaan ditampilkan dalam Gambar 4. WBSN mengumpulkan data pasien dan mengirim data ke PPHS. PPSh menerima data dan memproses data untuk mengurangi transmisi data yang tidak perlu ke IMS. The PPHS berkomunikasi dengan IMS menggunakan GPRS atau EDGE. IMS berisi Unit Pertambangan Data, sebuah Umpan Satuan dan database pusat. Database berisi profil seluruh pasien, data kesehatan terus menerus dan set besar aturan untuk operasi data mining. Unit Data Mining memproses data dan mengembalikan masukan dan hasil ke Feedback Satuan. Unit umpan balik kemudian mengirimkan data ke PPHS sesuai. Selain itu pasien dapat login ke IMS menggunakan resmi pasien-id dan password untuk memberikan informasi secara manual dan untuk
melihat sejarah seluruh pasien. Beberapa screenshot dari kegiatan ini ditunjukkan pada gambar. Gambar 5.1 dan 5.2 menunjukkan antarmuka di IMS untuk pasien informasi profil dan manual data kesehatan pengajuan. Gambar 5.3 menunjukkan riwayat kesehatan seluruh satu pasien dengan masukan dan hasilnya disimpan dalam database pusat IMS ini. Gambar 5.4 dan 5.5 menunjukkan pengumpulan data kesehatan otomatis PPHS berdasarkan J2ME dan tampilan masukan yang diberikan oleh IMS berdasarkan data yang dikumpulkan.
IMHMS (Intelligent Mobile Health Monitoring System) 1. Gambaran Umum Sistem IMHMS (Intelligent Mobile Health Monitoring System) merupakan suatu aplikasi yang terintregasi di dalam teknologi komputer dan sistem monitoring kesehatan. Sehingga dengan teknologi ini komunikasi antara pasien dapat lebih ditingkatkan.
IMHMS biasanya diintregasikan pada intelligent bio-
sensor yang ditransmisikan melalui media wireless. Sehingga selain mampu mengirimkan data mengenai kesehatan (meliputi temperature, tekanan darah, dan kadar glukosa) juga mampu mengirimkan feedback ke pasien. IMHMS mengumpulkan data fisiologi pasien yang diukur oleh bio-sensor. Kemudian data dari sensor dikumpulkan kemudian dikirim ke ponsel pasien. Setelah dari ponsel pasien data diteruskan ke medical server untuk
dianalisis. Seterusnya data dianalisis kemudian dikirim kembali ke ponsel pasien. Sehingga pasien dapat mengambil tindakan yang tepat tergantung dari feedback yang dikirim. IMHMS memiliki 3 komponen utama diantaranya : 1. Wearable Body Sensor Network ( WBSN ) Merupakan bio-sensor yang dipasang di tubuh pasien. Sensor ini fungsinya untuk mengumpulkan data yang terbaca dari tubuh pasien. Tiap sensor di pasang di bagian tubuh yang akan diukur kemudian data dari tiap-tiap sensor dikirim ke group leader. Dari group leader data tersebut dikirim ke central controller untuk kemudian dikirim ke ponsel pasien. Pengiriman data dari WBSN ke PPHS dapat melalui Bluetooth, WLAN atau ZigBee, semua itu tergantung pada kebutuhan dan kondisi. 2. Patients Personal Home Server ( PPHS ) Dapat berupa komputer (PC) atau mobile phone. Dianjurkan mobile phone karena lebih cocok untuk pengguna yang aktivitasnya tinggi. PPHS mengumpulkan informasi dari WBSN. Kemudian PPHS mengirimkan data ke IMS. PPHS berkomunikasi dengan IMS melalui jaringan GPRS/ Edge / SMS tergantung dari jarak. 3. Intelligent Medical Server ( IMS ) IMS menerima data dari semua PPHS. IMS merupakan jaringan backbone dari keseluruhan arsitektur IMHMS. Mempunyai kemampuan untuk menyimpan data pasien terdahulu, menyimpan data hasil pemeriksaan dokter, atau bisa dikatakan bahwa IMS memiliki kemampuan penyimpanan data pasien. Dari IMS akan dikirim feedback ke pasien berdasarkan data yang diterima.
2. Keuntungan IMHMS
-
Simpel Arsitektur komunikasi dari IMHMS cukup sederhana dan tidak terlalu komplek, hal tersebut sudah dijelaskan di penjelasan sebelumnya
-
Murah Bio-sensor yang digunakan pada WBSN termasuk sensor yang harganya murah. Selain itu komunikasi tidak memerlukan biaya mahal karena hanya menggunakan tarif GPRS, SMS, atau Bluetooth.
-
Aman Keamanan merupakan hal penting dalam IMHMS. Karena hal tersebut sangat fital mengingat feedback yang diberikan tau dikirim ke pasien tergantung dari data yang diterima. Keamanan lebih diperhatikan disisi serangan hacker. Oleh sebab itu setiap pasien diberi RFID yang berfungsi sebagai identitas pasien dan bersifat unik.
-
Protokol komunikasi yang fleksibel Untuk sisi WBSN menggunakan protocol Bluetooth, WLAN, ZIGBee Untuk sisi IMS menggunkaan GPRS, Edge, SMS.
-
Mampu memprediksi penyebaran penyakit Pada IMS disediakan algoritma yang mampu memprediksi penyebaran penyakit.
-
Mampu menentukan kebijakan mengenai kesehatan Dari daerah data pasien yang diterima oleh IMS, maka kita mampu memutuskan kebijakan mengenai system kesehatan. Misal data pasien daerah Bandung yang diterima di IMS kebanyakan mendapat informasi mengenai penyakit DBD maka dapat diambil tindakan bahwa daerah bandung harus diberi penyuluhan tentang pencegahan DBD.
3. Kekurangan IMHMS 1. Hanya mampu diterapkan di daerah yang memiliki jaringan komunikasi yang bagus, jika tidak maka pengiriman dan penerimaan data bisa terganggu. 2. Bio-sensor yang digunakan harus dipasang/ditanam ditubuh pasien. 3. Terlalu menggunakan banyak sensor, karena satu sensor biasanya hanya untuk mengamati atau mengukur satu gejala saja.
4. Efek IMHMS Efek dari penggunaan sistem ini sangat luas. Efek ini dapat dirasakan oleh semua negara, baik negara berkembang maupun negara yang sudah maju. Pelayanan kesehatan berbasis server seperti ini bukanlah hal yang baru lagi. Di negara maju yang sebagian besar masyarakatnya sudah menggunakan handheld mobile device sistem ini kedepannya akan lebih mudah diimplementasikan.
Sehingga
IMHMS
dapat
memberikan
pelayanan
kesehatan dimanapun dan kapanpun yang dapat diakses oleh pengguna (user) melalui handheld/ mobile device mereka.
Sedangkan bagi negara
yang masih berkembang, dimana belum sebagian besar masyarakatnya menggunakan mobile device sistem IMHMS akan sangat membantu paramedis/orang-orang yang berkecimpung di bidang medis. Mereka dapat menyimpan semua data rekam medis atau treatment history di dalam IMS. Secara global maka sistem IMHMS ini dapat memberikan pelayanan monitoring kesehatan pasien secara kontinyu.
5. Flow diagram dari IMHMS
6. Hasil Implementasi di IMHMS
http://arl.blog.ittelkom.ac.id/blog/files/2011/04/hasil_imms.png
7. Kesimpulan (opini) IMHMS adalah sistem monitoring dan health care yang sangat mungkin diterapkan. Karena sistem ini simple dan user friendly. IMHMS dapat memberikan pelayanan kesehatan dimanapun dan kapanpun yang dapat
diakses oleh pengguna (user) melalui handheld/mobile device mereka. Secara global maka sistem IMHMS ini dapat memberikan pelayanan monitoring kesehatan pasien secara kontinyu.
REFERENSI http://www.sersc.org/journals/IJCA/vol2_no3/2.pdf http://resources.metapress.com/pdf-preview.axd? code=h621h2x0h60m6787&size=largest
