Smart Bed IoT-based Wireless Data Acquisition for Untethered Patients

Abstract

Internet das Coisas (IoT, sigla proveniente do termo inglês Internet of Things), que consiste no desenvolvimento de redes de dispositivos conectados que comunicam dados através de Internet, é um campo de investigação relativamente recente, com um grande potencial na área da saúde. O uso de IoT permite aos pacientes controlarem mais efetivamente a sua própria saúde a qualquer momento e, no caso de idosos, permite-lhes ser independentes em casa por mais tempo. Tendo em conta ambientes hospitalares, o uso de comunicações sem fios permite a monitorização sem confinar o paciente à cama. Sem o uso de fios ligados ao paciente, a desconexão indesejada dos instrumentos de medição devido aos seus movimentos é anulada, diminuindo o número de falsos alarmes que necessitam de atenção imediata e assim aliviando os recursos humanos e financeiros do sistema de saúde. Para além disso, IoT permite antecipar a alta dos pacientes sem comprometer a sua saúde, já que permite monitorizá-los remotamente fora do ambiente hospitalar.O principal objetivo desta dissertação é propor um sistema sem fios de acquisição de dados para ser usado num nó de IoT que adquire dados de sensores colocados no corpo do paciente. O sistema é responsável por adquirir vários tipos de dados de sinais vitais e seguinte preprocessamento. Os dados são depois armazenados numa base de dados e transmitidos para outros nós da arquitetura. Para visualizar os sinais vitais, uma interface gráfica foi desenvolvida.A solução apresentada foi validada em experiências conduzidas num cenário real (hospital) usando dados de voluntários obtidos em tempo real.

Internet of Things (IoT), which consists in the development of networks of devices interacting with each other via Internet, is a relatively new field of research with great potential in healthcare. The use of IoT offers patients the opportunity to control more effectively their own health at all times, with the added effect of enabling elderly people to live independently at home for longer.Regarding hospital environments, the use of IoT wireless communications allows monitorization without confining the patient. Without the use of wires attached to the patient, the undesired detachment of the measuring electrodes due to their movement is nullified, decreasing the number of false alarms that require immediate attention and relieving human and financial resources of the healthcare system. Furthermore, IoT allows for earlier discharge without compromising the patients' health outcomes since it allows the patients' remote monitorization outside the hospital environment.The main goal of this dissertation is to propose a wireless data acquisition system to be used in an IoT node that acquires data from sensors placed in the patient's body. The system is responsible for acquiring various types of vital signs data, followed by their preprocessing. The data is then stored in a database and transmitted to other nodes of the architecture. In order to visualize the vital signs of the patient, a graphical user interface was developed.This solution was validated through experiments conducted in a real scenario (hospital) using real-time data from volunteers.