بخشی از مقاله
خلاصه
با توجه به اهمیت حوزهی توانبخشی ازراه دور، در این مقاله حسگرهای مورد استفاده در این حوزه به منظور کنترل ازراه دور ارائه گردیده است. بیشترین موارد مشاهده شده در مقالات مربوط به حسگر EMG میباشد. همچنین حسگر IMU بعد از EMG بیشترین استفاده را در حوزهی توانبخشی داشته است. علاوهبراین به منظور افزایش سرعت دسترسی به منابع یا حسگرها، کاهش هزینه، کاهش تأخیر در ارسال دادهها، بهبود کیفیت سرویس، کاهش ترافیک شبکه و بهینه کردن پهنای باند از محاسبات Edge استفاده شده است.
.1 مقدمه
در طول فعالیتهای روزانه به منظور تأمین بازخوردهای لازم جهت رفع نیازهای سلامتی میتوان از سیستمهای هوشمند سیار استفاده نمود. این سیستمها با مجموعهای از حسگرها، دادههای حرکتی و فیزیولوژیک بدن را دریافت کرده و متناسب با شرایط بازخورد مناسب را به فرد منتقل میکنند. آنچه که مدنظر است، استفاده از این نوع سیستمها در حوزهی توانبخشی میباشد. انواع حسگرهای حرکتی نظیر شتاب سنج، ژیرسکوپ و یا سنسورهای اینرسی در حوزهی توانبخشی استفاده میشوند.
از توانبخشی میتوان جهت بازگرداندن فعالیتهای حرکتی نرمال شخص استفاده کرد . درواقع با انجام حرکات تواتبخشی روند بهبودی بیمار سریعتر خواهد شد. از حسگرهای اینرسی میتوان به منظور کنترل حرکات بیماران که دچار مشکلات حرکتی هستند استفاده نمود.[1] مشکلات حرکتی ناشی از سکته و یا تصادفات است که طی چند ماه توسط دستگاههای پزشکی بهبود مییابند.[2] اما در اینجا هدف ارائهی یک سیستم همراه جهت کاهش هزینه و صرفه جویی در زمان است. شکل1 نمونهای از سیستم هوشمند را نشان میدهد.
این سیستم متشکل از مجموعهای از سنسورها نظیر فوتوپلتیسموگرافی2 برای اندازهگیری ضربان قلب، حسگر اینرسی3 و حسگر ماهیچهای [3] است که دادههای حاصل از حسگرها به صورت لحظهای توسط یک شبکهی ارتباطی به سرور ارسال شده و به منظور تحلیل نهایی در اختیار پزشک و یا کاربر قرار میگیرد. اهمیت این سیستمها در این است که دادههای حیاتی و حرکتی بیماران به صورت لحظهای و سریع به مرکز مربوطه ارسال شده و قبل از انجام هرگونه حرکت نادرست از سمت بیمار تدابیر مهم سلامتی اندیشیده میشود.
تمام دادهها در پایگاه داده ذخیره شده و جهت تحلیلهای بیشتر مورد بررسی قرار میگیرند. همچنین میتوان از دادهها یک الگو استخراج نمود که در آینده به منظور دریافت شرح حال بیمار مناسب خواهد بود. تمام سوابق بیماران درون پایگاه داده قابل گزارش گیری است. درواقع با این سیستم همراه میتوان گام بزرگی در جهت ارتقای سیستم سلامت برداشت. چراکه این سیستم در هر زمان و در هر مکان قابل دسترسی است و فضای خالی بین بیمار و پزشک از طریق فناوری ارتباطی بیسیم پر خواهد شد. در این مقاله سیستم هوشمند سیار جهت کاربرد در حوزهی توانبخشی با استفاده از فناوری Edge ارائه میگردد. هدف از ارائهی این سیستم کاهش هزینه، کاهش ترافیک شبکهی ارسال داده و صرفه جویی در زمان است.
.2 حسگرهای توانبخشی
باتوجه به کاربردهای مختلف میتوان از انواع حسگرها در جهت رفع نیازهای توانبخشی استفاده نمود. زمانیکه شخص دچار آسیبهای بعد از سکته و یا تصادفات شده است، نیازمند بهبود شرایط به وجود آمده توسط دستگاههای توانبخشی میباشد. این دستگاهها به صورت طولانی مدت در فواصل زمانی مختلف منجر به بهبود حرکات و فعالیتهای بدنی شخص خواهد شد. اما مسافت مورد نظر جهت حمل و نقل بیمار و همچنین هزینههای محتمل میزان کیفیت این دستگاهها را کاهش میدهد. درواقع شخص ملزم به پیمودن مسافتی به مرکز ارائهی خدمات توانبخشی بوده که این امر هزینهی رفت و آمد و دستگاههای توانبخشی مورد استفاده را تحت الشعاع قرار میدهد.
بدین منظور هدف ارائهی خدمات توانبخشی در منزل به صورت کنترل از راه دور میباشد. برای پیادهسازی چنین سیستمی میتوان از حسگرهای پوشیدنی و یا محیطی در منزل استفاده نمود. این امر منجر به کاهش هزینه و صرفه جویی در زمان خواهد شد. سنسورهای پوشیدنی روی بدن شخص نصب شده و به صورت لحظهای به سرور مربوطه ارسال گردیده و درنهایت به منظور تحلیل بیشتر و دریافت الگوی حرکتی و دادههای حیاتی شخص بیمار در اختیار پزشک یا پرستار قرار میگیرد. در جدول1 انواع حسگرهای مورد استفاده در حوزهی توانبخشی ارائه شده است. این حسگرها اعم از پوشیدنی و محیطی هستند. استفاده از حسگرهای پوشیدنی به مراتب بهتر از حسگرهای محیطی هستند.
چراکه حسگر محیطی نظیر دوربین حریم خصوصی را نقض کرده و شخص بیمار احساس راحتی ندارد. اما حسگرهای پوشیدنی قابل جداسازی از بدن بوده و درصورت نیاز روی بدن بیمار نصب خواهد شد. با توجه به موارد ذکر شده در اکثر طرحها از حسگر IMU استفاده شده است. این حسگر میتواند جهت تحلیل حرکات بدن نظیر دست و پا خروجی مناسبی را ارائه دهد. همچنین شکل2 نمودار مربوط به موارد استفاده از حسگرهای ذکر شده در حوزهی توانبخشی را نشان میدهد.
با توجه به مقالات مورد مطالعه در نمودار رسم شده، حسگر EMG بیشتر از حسگرهای دیگر مورد استفاده قرار گرفته است. این حسگر به منظور ثبت سیگنالهای ماهیچه استفاده میگردد. درواقع با دریافت این سیگنالها میزان انقباض و انبساط فعالیتهای ماهیچه به دست میآید. همچنین با توجه به نمودار حسگر IMU بعد از حسگر EMG بیشترین استفاده را داشته است. از این حسگر به منظور دریافت دادههای حرکتی حاصل از فعالیتهای توانبخشی استفاده میگردد.
