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- 1. WSEAS European Computing Conference (ECCâ08) Development of wireless Body Area Network based on J2ME for M-Health applications Departamento de TecnologĂa ElectrĂłnica. University of MĂĄlaga ETSI de TelecomunicaciĂłn, Campus de Teatinos, 29071 â MĂĄlaga- Spain E-mail: mjmoron@uma.es, ecasilari@uma.es M.J. MorĂłn*, J.R. Luque*, E.J. Cuberos*, A.A. Botella*, E. Gallardo*, E. Casilari*, A. DĂaz Estrella*, J.A. GĂĄzquez** *UNIVERSITY OF MĂLAGA, **UNIVERSITY OF ALMERĂA, SPAIN Malta, September 11th, 2008
- 7. PROPOSED ARCHITECTURE SPO2 ECG GPS Internet Internet Medical premises Wifi 2. CENTRAL CONTROL SYSTEM Intelligent Node (IN) (Smart Phone) BT Pulse- oximeter GPS 3. CONTROL and MONITORING UNITS GPRS/ UMTS 1. PATIENT BODY AREA NETWORK Bluetooth ECG Belt Internet Smart phone in charge of collecting the signals from wireless sensors and sending them through an hybrid (GPRS/UMTS/Wifi) system. It also detects medical alarms (emission of SMS) and enables remote programming of sensors Software for the remote control and monitoring of the BAN. Also portable to a smart phone In charge of storing biosignals and enabling remote monitoring from any Internet node
- 8. Employed Technologies (I) Intelligent Node GPS Pulse-oximeter 1. Patient Body Area Network) Central Control Server Alarm Reception terminals GPRS/UMTS WiFi IP over GPRS/UMTS J2ME J2ME Mobile Monitoring units J2ME IP Fixed Monitoring units SMS/ UMTS Java servlets, applets, Web page
- 20. 29th IEEE EMBS Annual International Conference J2ME and Smart Phones as Platform for a Bluetooth Body Area Network for Patient-Telemonitoring Departamento de TecnologĂa ElectrĂłnica. University of MĂĄlaga ETSI de TelecomunicaciĂłn, Campus de Teatinos, 29071 â MĂĄlaga- Spain E-mail: mjmoron@uma.es, ecasilari@uma.es M.J. MorĂłn, J.R. Luque, E.J. Cuberos, A.A. Botella, E. Casilari, A. DĂaz Estrella UNIVERSITY OF MĂLAGA, SPAIN Lyon (France), 24th August 2007
Hinweis der Redaktion
- La descripciĂłn del sistema en el que se enmarca este proyecto, introduciendo de forma concisa el software que se ha desarrollado, se presenta en el capĂtulo 2. En los capĂtulos 3 y 4 se hace un repaso todas las tecnologĂas (tecnologĂas de comunicaciĂłn, lenguajes de programaciĂłn, herramientas de desarrollo, etc.) y dispositivos hardware (telĂ©fonos mĂłviles, sensores, etc.), respectivamente, que se han utilizado en la ejecuciĂłn del proyecto. Para cada tecnologĂa y dispositivo hardware se efectĂșa un anĂĄlisis tĂ©cnico, resaltando sus principales caracterĂsticas. La estructura, el diseño y el funcionamiento del software desarrollado en el presente Proyecto Fin de Carrera se detalla en los capĂtulos 5, 6 y 7. En el capĂtulo 5 se aborda el software de monitorizaciĂłn de pacientes que constituye el nĂșcleo de este proyecto. La descripciĂłn del sistema en el que se enmarca este proyecto, introduciendo de forma concisa el software que se ha desarrollado, se presenta en el capĂtulo 2. En los capĂtulos 3 y 4 se hace un repaso todas las tecnologĂas (tecnologĂas de comunicaciĂłn, lenguajes de programaciĂłn, herramientas de desarrollo, etc.) y dispositivos hardware (telĂ©fonos mĂłviles, sensores, etc.), respectivamente, que se han utilizado en la ejecuciĂłn del proyecto. Para cada tecnologĂa y dispositivo hardware se efectĂșa un anĂĄlisis tĂ©cnico, resaltando sus principales caracterĂsticas. La estructura, el diseño y el funcionamiento del software desarrollado en el presente Proyecto Fin de Carrera se detalla en los capĂtulos 5, 6 y 7. En el capĂtulo 5 se aborda el software de monitorizaciĂłn de pacientes que constituye el nĂșcleo de este proyecto. La aplicaciĂłn para la recepciĂłn y notificaciĂłn de alarmas se estudia en el capĂtulo 6, siguiendo una estructura similar a la del capĂtulo 5. AdemĂĄs, se ha creado una aplicaciĂłn web para la instalaciĂłn del software objetivo (capĂtulos 5 y 6) que se describe en el capĂtulo 7. Para la instalaciĂłn y la utilizaciĂłn de las aplicaciones detalladas en los capĂtulos 5, 6 y 7 se ha incluido un manual de instalaciĂłn y de usuario, de cada una de ellas, en el capĂtulo 8 de esta memoria. Una descripciĂłn de todas la pruebas realizadas durante el desarrollo software de las aplicaciones diseñadas en este Proyecto Fin de Carrera se incluye en el capĂtulo 9, mientras que en el capĂtulo 10 se exponen las principales conclusiones extraĂdas de la realizaciĂłn del proyecto y se indican posibles lĂneas de trabajo futuras.
- La monitorizaciĂłn de pacientes con sensores cableados, que es todavĂa una prĂĄctica normal en hospitales y centros mĂ©dicos, tiene como principal inconveniente la reducciĂłn de la movilidad del paciente y la consecuente disminuciĂłn de su calidad de vida. En este escenario se plantea la NECESIDAD de monitorizar los pacientes a distancia: Telemedicina. La Telemedicina es un PROBLEMA cuta SOLUCIĂN se denomina e-health. Telemedicina=MonitorizaciĂłn de pacientes a distancia. e-healh=UtilizaciĂłn de las tecnologĂas de la informaciĂłn para la realizaciĂłn
- El presente Proyecto Fin de Carrera se encuadra dentro del ĂĄmbito de la e-health. El objetivo principal es la realizaciĂłn de un software capaz de concentrar la informaciĂłn de monitorizaciĂłn procedente de varios dispositivos electrĂłnicos, portados por un paciente, y enviarla a un sistema externo encargado de gestionarla. AdemĂĄs, este software debe ser capaz de interpretar los datos del paciente monitorizado con el fin de generar alertas en situaciones crĂticas. Por otro lado, tambiĂ©n es objetivo de este proyecto el desarrollo de un software adicional, para familiares del paciente, que se encargue de la recepciĂłn y de la notificaciĂłn de estas alertas. OBJETIVO (PFC): Realizar sendas aplicaciones SW que se ejecutarĂĄn en dispositivos mĂłviles y que sirven para: Concentrar informaciĂłn de monitorizaciĂłn y enviarla a un sistema externo (servidor) que se encarga de gestionarla. AdemĂĄs,analizar los datos monitorizados y generar alarmas en situaciones de emergencia (SW del Nodo Inteligente). Recibir y notificar alarmas de emergencia (SW de recepciĂłn y notificaciĂłn de alarmas).
- El presente Proyecto Fin de Carrera se encuadra dentro del ĂĄmbito de la e-health. El objetivo principal es la realizaciĂłn de un software capaz de concentrar la informaciĂłn de monitorizaciĂłn procedente de varios dispositivos electrĂłnicos, portados por un paciente, y enviarla a un sistema externo encargado de gestionarla. AdemĂĄs, este software debe ser capaz de interpretar los datos del paciente monitorizado con el fin de generar alertas en situaciones crĂticas. Por otro lado, tambiĂ©n es objetivo de este proyecto el desarrollo de un software adicional, para familiares del paciente, que se encargue de la recepciĂłn y de la notificaciĂłn de estas alertas. OBJETIVO (PFC): Realizar sendas aplicaciones SW que se ejecutarĂĄn en dispositivos mĂłviles y que sirven para: Concentrar informaciĂłn de monitorizaciĂłn y enviarla a un sistema externo (servidor) que se encarga de gestionarla. AdemĂĄs,analizar los datos monitorizados y generar alarmas en situaciones de emergencia (SW del Nodo Inteligente). Recibir y notificar alarmas de emergencia (SW de recepciĂłn y notificaciĂłn de alarmas).
- La arquitectura del sistema global, que se muestra en la figura 2.1, estĂĄ compuesta por los siguientes elementos: 1. La iBAN (intelligent Body Area Network) Bluetooth del paciente, que estĂĄ formada por sensores Bluetooth y por un nodo central, denominado NI (Nodo Inteligente). Estos dispositivos forman una red Bluetooth, donde el NI centraliza todas las comunicaciones. Este nodo central posee, ademĂĄs, interfaces de WiFi y GSM/GPRS/UMTS que utiliza para la transmisiĂłn de la informaciĂłn del paciente al SCC (WiFi o GPRS/UMTS) y para el envĂo de las alarmas a la Unidad de Control y MonitorizaciĂłn MĂłvil (UCMM) y a los terminales de los familiares del paciente (GSM/GPRS/UMTS). 2. El SCC (Servidor de Control Central) que es un equipo servidor, dotado de conexiĂłn a internet, que centraliza la informaciĂłn de los pacientes monitorizados y proporciona acceso a sus datos desde cualquier PC o dispositivo mĂłvil. 3. La UCMM, que es un terminal mĂłvil, que posee interfaces WiFi y GSM/GPRS/UMTS para la comunicaciĂłn con el SCC (WiFi o GPRS/UMTS) y para la recepciĂłn de alarmas procedentes del NI (GSM/GPRS/UMTS). Se conecta con el SCC para supervisar remotamente la informaciĂłn de los pacientes. 4. Los terminales mĂłviles de los familiares del paciente. Son telĂ©fonos mĂłviles con conexiĂłn a la red de telefonĂa (GSM/GPRS o GSM/GPRS/UMTS), que permiten la recepciĂłn de alarmas que envĂa el NI a travĂ©s de dicha red. 5. Los PC de monitorizaciĂłn o Unidades de Control y MonitorizaciĂłn No MĂłvil (UCMNM), con conexiĂłn a internet, que acceden al SCC y hacen posible la supervisiĂłn remota de los pacientes.
- La arquitectura del sistema global, que se muestra en la figura 2.1, estĂĄ compuesta por los siguientes elementos: 1. La iBAN (intelligent Body Area Network) Bluetooth del paciente, que estĂĄ formada por sensores Bluetooth y por un nodo central, denominado NI (Nodo Inteligente). Estos dispositivos forman una red Bluetooth, donde el NI centraliza todas las comunicaciones. Este nodo central posee, ademĂĄs, interfaces de WiFi y GSM/GPRS/UMTS que utiliza para la transmisiĂłn de la informaciĂłn del paciente al SCC (WiFi o GPRS/UMTS) y para el envĂo de las alarmas a la Unidad de Control y MonitorizaciĂłn MĂłvil (UCMM) y a los terminales de los familiares del paciente (GSM/GPRS/UMTS). 2. El SCC (Servidor de Control Central) que es un equipo servidor, dotado de conexiĂłn a internet, que centraliza la informaciĂłn de los pacientes monitorizados y proporciona acceso a sus datos desde cualquier PC o dispositivo mĂłvil. 3. La UCMM, que es un terminal mĂłvil, que posee interfaces WiFi y GSM/GPRS/UMTS para la comunicaciĂłn con el SCC (WiFi o GPRS/UMTS) y para la recepciĂłn de alarmas procedentes del NI (GSM/GPRS/UMTS). Se conecta con el SCC para supervisar remotamente la informaciĂłn de los pacientes. 4. Los terminales mĂłviles de los familiares del paciente. Son telĂ©fonos mĂłviles con conexiĂłn a la red de telefonĂa (GSM/GPRS o GSM/GPRS/UMTS), que permiten la recepciĂłn de alarmas que envĂa el NI a travĂ©s de dicha red. 5. Los PC de monitorizaciĂłn o Unidades de Control y MonitorizaciĂłn No MĂłvil (UCMNM), con conexiĂłn a internet, que acceden al SCC y hacen posible la supervisiĂłn remota de los pacientes.
- VERSIONES DE BLUETOOTH en la iBAN: 1) NI= Bluetooth v2.0 2) GPS=Bluetooth v1.2 3) PulsioxĂmetro=Bluetooth v1.1
- VERSIONES DE BLUETOOTH en la iBAN: 1) NI= Bluetooth v2.0 2) GPS=Bluetooth v1.2 3) PulsioxĂmetro=Bluetooth v1.1
- Subsistemas del software de recepciĂłn y notificaciĂłn de alarmas en terminales mĂłviles: Para la recepciĂłn y notificaciĂłn de alarmas, se ha desarrollado un mĂłdulo de recepciĂłn de mensajes de texto (SMS o Short Message Service) y mensajes multimedia (MMS o Multimedia Messaging Service). Este mĂłdulo, que se detalla en el apartado 6.2.3, lleva a cabo las siguientes funciones: 1. Recibir las alarmas SMS/MMS enviadas por el NI. 2. Notificar al usuario la entrada de una alarma SMS/MMS de una manera âinsistenteâ, dada la importancia de la informaciĂłn que contiene dicho mensaje. 3. Permitir la posibilidad de realizar una llamada de telĂ©fono, desde la propia aplicaciĂłn, a un telĂ©fono de emergencias mĂ©dicas prefijado o incluso al del propio paciente monitorizado. JSR-205 (Wireless Messaging API 2.0) y JSR-75 (PDA Optional Packages for the J2MEPlatform).
- Subsistemas del software de recepciĂłn y notificaciĂłn de alarmas en terminales mĂłviles: Para la recepciĂłn y notificaciĂłn de alarmas, se ha desarrollado un mĂłdulo de recepciĂłn de mensajes de texto (SMS o Short Message Service) y mensajes multimedia (MMS o Multimedia Messaging Service). Este mĂłdulo, que se detalla en el apartado 6.2.3, lleva a cabo las siguientes funciones: 1. Recibir las alarmas SMS/MMS enviadas por el NI. 2. Notificar al usuario la entrada de una alarma SMS/MMS de una manera âinsistenteâ, dada la importancia de la informaciĂłn que contiene dicho mensaje. 3. Permitir la posibilidad de realizar una llamada de telĂ©fono, desde la propia aplicaciĂłn, a un telĂ©fono de emergencias mĂ©dicas prefijado o incluso al del propio paciente monitorizado. JSR-205 (Wireless Messaging API 2.0) y JSR-75 (PDA Optional Packages for the J2MEPlatform).
- Se ha desarrollado una aplicaciĂłn para la recepciĂłn de SMS, que mediante el uso de Push Registry de MIDP 2.0, es avisada de la llegada de SMS de alerta a un puerto determinado y lanzada automĂĄticamente sin intervenciĂłn del usuario. Tras ello, la aplicaciĂłn se encarga de recoger el SMS, presentar el texto por pantalla y reproducir sonido y vibraciĂłn de forma continuada, hasta que el usuario lee el contenido del mensaje. El programa tambiĂ©n permite realizar una llamada telefĂłnica al paciente o un centro mĂ©dico, una vez leĂdo el mensaje. Para su diseño se ha hecho uso del API JSR-120 (Wireless Messaging API 1.1) y de la facilidad Push Registry que incorpora MIDP 2.0.
- Se ha desarrollado una aplicaciĂłn para la recepciĂłn de SMS, que mediante el uso de Push Registry de MIDP 2.0, es avisada de la llegada de SMS de alerta a un puerto determinado y lanzada automĂĄticamente sin intervenciĂłn del usuario. Tras ello, la aplicaciĂłn se encarga de recoger el SMS, presentar el texto por pantalla y reproducir sonido y vibraciĂłn de forma continuada, hasta que el usuario lee el contenido del mensaje. El programa tambiĂ©n permite realizar una llamada telefĂłnica al paciente o un centro mĂ©dico, una vez leĂdo el mensaje. Para su diseño se ha hecho uso del API JSR-120 (Wireless Messaging API 1.1) y de la facilidad Push Registry que incorpora MIDP 2.0.
- Se ha desarrollado una aplicaciĂłn para la recepciĂłn de SMS, que mediante el uso de Push Registry de MIDP 2.0, es avisada de la llegada de SMS de alerta a un puerto determinado y lanzada automĂĄticamente sin intervenciĂłn del usuario. Tras ello, la aplicaciĂłn se encarga de recoger el SMS, presentar el texto por pantalla y reproducir sonido y vibraciĂłn de forma continuada, hasta que el usuario lee el contenido del mensaje. El programa tambiĂ©n permite realizar una llamada telefĂłnica al paciente o un centro mĂ©dico, una vez leĂdo el mensaje. Para su diseño se ha hecho uso del API JSR-120 (Wireless Messaging API 1.1) y de la facilidad Push Registry que incorpora MIDP 2.0.
- Se ha desarrollado una aplicaciĂłn para la recepciĂłn de SMS, que mediante el uso de Push Registry de MIDP 2.0, es avisada de la llegada de SMS de alerta a un puerto determinado y lanzada automĂĄticamente sin intervenciĂłn del usuario. Tras ello, la aplicaciĂłn se encarga de recoger el SMS, presentar el texto por pantalla y reproducir sonido y vibraciĂłn de forma continuada, hasta que el usuario lee el contenido del mensaje. El programa tambiĂ©n permite realizar una llamada telefĂłnica al paciente o un centro mĂ©dico, una vez leĂdo el mensaje. Para su diseño se ha hecho uso del API JSR-120 (Wireless Messaging API 1.1) y de la facilidad Push Registry que incorpora MIDP 2.0.
- Imposibilidad de acceso a ciertas funcionalidades del telĂ©fono usando J2ME (funciones de WiFi, nivel de baterĂa, etc.). Estricto modelo de seguridad de J2ME: adquisiciĂłn de certificados de una Certification Authority (CA) y firma de aplicaciones J2ME.
- Imposibilidad de acceso a ciertas funcionalidades del telĂ©fono usando J2ME (funciones de WiFi, nivel de baterĂa, etc.). Estricto modelo de seguridad de J2ME: adquisiciĂłn de certificados de una Certification Authority (CA) y firma de aplicaciones J2ME.