Hastanelerde/Evlerde Eş-Zamanlı İlaç Dağıtımı Yapan Hemşire

Hastanelerde/Evlerde Eş-Zamanlı İlaç Dağıtımı Yapan Hemşire

15-18 Ekim 2015
Vogue Hotel Bodrum, Muğla
Tıbbi Cihaz Tasarımı 5
2. Gün / 16 Ekim 2015, Cuma
HASTANELERDE EŞ-ZAMANLI İLAÇ DAĞITIMI
YAPAN HEMŞİRE /HEMŞİR ROBOTUN
GELİŞTİRİLMESİ
DRUG DISTRIBUTION IN HOSPITALS REAL-TİME
NURSES / STAFF NURSE DEVELOPMENT OF
ROBOTS
Sakine Yalman, Abdulsamet Haşloğlu
Bilgisayar Mühendisliği
Atatürk Üniversitesi
{sakine.yalman, asamet}@atauni.edu.tr
voice command. Task, after the command log data (for which
patients, which room, which drug, which is an hour and so on.)
Is held by reading the file will distribute medicines to patients.
During drug delivery by the data specified by the audio
message tells the patient taking the drug. Only if the patient
does not receive the drug intelligent robot sends the report to
the nurse with the help of bluetooth module.
Özetçe
Hastann sağlk bakm, hastalklarn önlenmesi ve sağlk
görevlisinin hizmet alanndaki görevlerinin aksamamas
için sağlk izleme sistemlerine ek olarak hastanelerde eşzamanl ilaç dağtm yapan hemşire/hemşir robot
modeli geliştirildi.
Geliştirilen bu model çalşmasnda, bluetooth modülü
kullanlarak ses iletimi yaplan akll robot kiti
kullanarak hemşireler ile eş zamanl çalşan bir robot
tasarm yaplmştr. Bu tasarm hemşirenin ses
komutunu alglamasyla göreve başlayacaktr. Görevi,
komut verildikten sonra günlük verilerin ( hangi hasta,
hangi oda, hangi ilaç, hangi saatte vb. ) tutulduğu
dosyay okuyarak ilaçlar hastalara dağtacaktr. İlaç
dağtm esnasnda belirtilen veriye göre hastaya ses
mesaj vererek ilac almasn söyler. Şayet, hasta ilac
almaz ise akll robot bluetooth modülü yardm ile ilgili
hemşireye rapor gönderir.
Anahtar Kelimeler — Bluetooth Modülü (HC-06), Ses
Kontrolü, Motor Sürücü (L293D), Arduino, Mobil
Programlama, Ultrasonic Sensor, Çizgi Alglayan
Sensör, Mobil programlamada güvenlik (şifreleme)
Abstract
Patient health care, prevention of diseases and to prevent
the disruption of their duties in the service areas of health
workers in hospitals, in addition to real-time health
monitoring system makes drug delivery nurse / staff nurse
robot model was developed.
These models study, using voice transmission made
intelligent robot kit using Bluetooth module is running
concurrently with the nurses made a robot design. This
desing will start to work with the perception of the nurse's
Keywords — Bluetooth Module (HC-06), Voice Control,
Engine Driver (L293D), Arduino, Mobile Programming,
Ultrasonic Sensor, Sensor Detects Line, Mobile programming
security (encryption)
1. Giriş
Günümüzde, sağlk sektöründeki teknolojik gelişmeler; sağlk
takip hizmetleri, tbbi bakm hizmetleri, hastaya ve hastalğa
fayda sağlayacak akll izleme sistemleri ve akll, kablosuz
iletişim teknolojisini kullanan gerçek zamanl bir cihaz
yapmaktr[1,2]. Kamu sağlk kuruluşlarnda baz ülkelerde
hastanelerde yatan hastalarn takibi için yeterli sayda hemşire
bulunmamaktadr[3,4]. Vital bulgular çekerken hemşireler
hasta ile doğrudan temas halinde olduğundan hasta için
önemli bir rol oynamaktadr. Akll izleme sistemi tedavisi
hastalarn sağlğn iyileştirme sürecinde gerçek zamanl
olarak ilacn düzenli olarak alnp alnmadğn rapor eder.
Ayrca hemşireler gerçek zamanl bildirimler ile zamandan
tasarruf ederler [1,2]. Akll izleme sistemi ile verimli belgeler
ve bilgiler elde edilerek hemşirelerin hasta bakm kontrolü
kolaylaşr. Örnek olarak Kronik Romatoloji hastalğ olan
hastalar için ilaç izleme sistemi kullanlabilir [2]. İnsan
kaynaklar sağlğnn güçlendirilmesi için bu mobilizasyon
(mobilisation) önerilmektedir.
Bu çalşmann diğer amac, hastanelerde hemşirelerin işini
kolaylaştrmak için kullanlabileceği gibi günlük hayatta da
978-1-4673-7765-2/15/$31.00 ©2015 IEEE
432
15-18 Ekim 2015
Vogue Hotel Bodrum, Muğla
Tıbbi Cihaz Tasarımı 5
yalnz yaşayan yaşl veya unutkanlk sorunu olan
insanlarn, ilaçlar doğru ve zamannda almasna yardmc
olmaktr.
Geliştirilen bu akll robot, sağlk sektöründe ve yalnz
yaşamak zorunda kalan yaşllar için kullanlmas
düşünülmektedir. Hemşir/Hemşireler için bir alternatif
olarak tasarlanmş robottur. Diğer taraftan, sağlk
sektöründeki hasta bakm gecikmelerden kaynaklanan
sorunlar çözmek için diğerlerine alternatif olarak
düşünülebilir.
2. Gereç ve Yöntemler
2. Gün / 16 Ekim 2015, Cuma
düzenlenmiştir. LED’ler yüksek tetikleme kapl bir MOSFET
ile kontrol edilir, düşük gerilimde MOSFET kaps ayarlanarak
LED’ lerin kapal olmas sağlanr. Sensörler kullanlmadğnda
veya parlaklğ değişmediğinde PWM kontrolü ile açk
LED’leri kapatmak güç tüketimini snrlamak için avantaj
sağlar. LED akm snrlayc dirençler 5V kullanm için iki
aşamada düzenlenir; Bu bir aşamada basit bir baypas 3.3V
çalşmasn sağlamak için olanak sağlar. Birinci aşamada basit
bir baypas 3.3V’ ta çalşmasn için olanak sağlar. LED akm
yaklaşk 20-25 mA dr, toplam tahta tüketimi sadece 100 mA
altnda yaplr. Modülün şematik diyagram aşağda
gösterilmiştir [5].
2.1. Robot Mekaniği
Bir robot tasarlanmaya karar verildiğinde karşlaşlan en
temel problem robotun mekanik tasarmdr. Bu problem
imalat ile rahatça çözülebilse de maliyet açsndan çoğu
durum için uygun değildir. Bu probleme en temel çözüm
hazr modüller yardmyla bir robot oluşturmak veya daha
önceden oluşturulmuş mekanik dizgelerin omurgalarndan
yararlanmaktr. Bu çalşmada birinci yöntem tercih edilmiş
ve hazr modül alnarak uygun bir şekilde birleştirilmiştir.
Robota ait mekanik aksam Şekil 1 ve Şekil 2 de
gösterilmiştir.
Şekil 3: QTR-8RC Yansma sensörü
dizisi.
Robotun hastane ortamnda karşsna çkan engelleri
alglayabilmesi için ultrasonic sensörü (HC-SR04 ) kullanld.
Ultrasonik alglayclar ilk defa 1917 ylnda kullanlmaya
başlanmştr. Ses dalgalar yoluyla cisimlerin yerini saptayan
bu aracn temel ilkeleri Fransz fizikçi Paul Langevin
tarafndan ortaya atlmştr[6,7]. Ses dalgasnn bir noktaya
gönderilip geri gelme süresine bağl olarak ölçülen mesafe
değerinden faydalanlmaktadr. Bu sistemde birden fazla sefer
paketler yaymlanr ve ekonun alndğ zaman ölçülür. Bu
zamana uçuş zaman da denir. Bu zamann mesafelerin
ölçümünde kullanlmasnda ses hznn bildiğimiz değerinin
değişmediği ya da çevresel scaklğa bağl olarak ihmal
edilebilir bir biçimde değiştiği varsaylr. Ultrasonik
alglayclar lazer alglayclara göre daha ekonomiktir.
Ultrasonik alglayclarla mesafe ölçümündeki ana dezavantaj
nesnelerin yüzeyinden gerçekleşen yansma ile ilgili
problemlerdir. Buna aynasal yansma ad da verilir [6,8].
Şekil 1: Kitte kullanlan malzemelerin ayrk gösterimi.
Şekil 4: Mesafe Sensörü.
HC-06 Bluetooth-Serial Modül Kart, Bluetooth SSP(Serial
Port Standart) kullanm ve kablosuz seri haberleşme
uygulamalar için tasarlanmştr. Hzl prototiplemeye
imkan sağlamas, breadboard, arduino ve çeşitli devrelerde
rahatça kullanlabilmesi için gerekli pinler devre kart
sayesinde dşarya alnmştr [1].
Şekil 2: Kitin birleştirilmiş hali.
2.2. Alglama Sistemi
Robotun beyaz zemin üzerinde siyah çizgiyi
alglayabilmesi için Pololu QTR8RC yansma sensörü
kullanld. Her bir modül, eşit 0.375 aralklarla
yerleştirilmiş sekiz IR verici ve alc (phototransistor) çifti
için uygun bir taşycdr. Çkşlar bağmszdr, ancak LED’
ler akm tüketimini yarya indirecek çiftler halinde
Bluetooth 2.0’ destekleyen bu kart, 2.4GHz frekansnda
haberleşme yaplmasna imkan sağlayp açk alanda
yaklaşk 10 metrelik bir haberleşme mesafesine sahiptir [1].
2.3. Karar Verme Sistemi
433
15-18 Ekim 2015
Vogue Hotel Bodrum, Muğla
Tıbbi Cihaz Tasarımı 5
Çizgi izleyen robot için denetlenmesi gereken çizginin
hangi yöne doğru yöneldiğini bulmaktr [9]. Bu amaç için
kullanlan QTR8-RC sensörünün beş alglaycs
kullanlmştr. Alglayclarn siyah veya beyaz yüzey
alglamalarna bağl olarak robotun nasl yönelmesi
gerektiğine karar verir. Verilen durumlara bağl olarak
robotun hangi yöne gitmesi gerektiği aşağda verilen üç
durumla
tanmlanmş,
gösterimde
anlaşlabilirlik
açsndan beyaz zeminde siyah yol takibi kabulü
yaplmştr [10] .
2. Gün / 16 Ekim 2015, Cuma
hareket kabiliyetini kolaylaştrmak açsndan yerleştirilmiş
sarhoş teker olarak adlandrlan serbest hareket eden bir
tekerlektir. Diğer 2 tekerlek ise diferansiyel sürüş yöntemiyle
çalşmakta, sağ tarafta bulunan tekerlek durdurulup sol taraftaki
tekerlek döndürülerek sağa doğru ve tersi biçimde sol tarafta
bulunan tekerlek durdurulup sağ taraftaki tekerlek döndürülerek
sola doğru dönme hareketleri sağlanr.
Yukarda anlatlan işlem tekerleklere bağl motorlarn
sürülmesiyle sağlanmaktadr. Robotta motorlar sürme işlemi
L293 entegresi kullanlarak gerçekleştirilmiştir. L293
entegresi 2 motoru sürmek için kullanld. DC motorlar
denetleyebilmek için kullanlan entegredir.
Şekil 5: Robota göre çizginin sağda olmas durumu [10].
Şekil 8: Motor
sürücüsü.
Durum 1 : Robot ilerlerken çizgi robotun sağ tarafnda
kalrsa 3 nolu alglayc çizgiyi alglayacaktr. Böylece
robot çizginin sol tarafnda olduğu yorumunu yapacak ve
yürütülen program sağa dönüş yordamn uygulayacaktr
[10].
Şekil 9: Sürücüye ait
datasheet.
3. Araştrma Bulgular ve Tartşma
Proje yapm aşamasnda bir takm problemlerle karşlaşld.
İlk karşlaşlan problem robot kontrolünün tam anlamyla
sağlanamamasyd. Bu problemin koddan kaynakl bir
problem olduğu tespit edildi. Problem kodda gecikme
zamanlarnn yanlş ayarlanmasyd. Gecikmeler ayarlanarak
motorun istenilen yönde ve zamanda gitmesi sağland.
Karşlaşlan ikinci bir problem ise, pillerin ömürlerinin
robotun çalşmasnda yetersiz kalmas ve çabuk tükenmesidir.
Bu problem için daha yüksek voltajl ve şarj edilebilen piller
tercih edildi.
Şekil 6: Robota göre çizginin solda olmas durumu [10].
Durum 2 : Robot ilerlerken çizgi robotun sol tarafnda
kalrsa 1 nolu alglayc çizgiyi alglayacaktr. Böylece
robot çizginin sağ tarafnda olduğu yorumunu yapacak ve
yürütülen program sola dönüş yordamn uygulayacaktr
[10].
Karşlaşlan üçüncü bir problem ise, robotun belirlenen
hedefe doğrusal bir hizada gidememesidir. Bu problem ön
ksmda bulunan sarhoş tekerlek ve kodda belirlenen hzdan
kaynaklanmaktadr. Çözüm yolu olarak kod ile robotun
hedefe doğrusal bir hizada gidebilmesi için gereken hz
ayarlamalar yapld. Ayrca çizgi izletilerek doğrusal hizada
gitmesi sağland.
4. Sonuç
Şekil 7: Robota göre çizginin ortada olmas durumu[10].
Durum 3 : Robot için dönme işlemi üç alglaycnn da
çizgiyi alglamas durumuna kadar devam eder. Bu
durumda robot düz ilerleme yordamn uygular [10].
2.4. Hareket Sistemi
Oluşturulan robotun 3 adet tekerleği bulunmaktadr.
Alglayclarla birlikte burun ksmnda bulunan tekerlekler
Projemizde motor sürücüsü ile DC motorlar aktifleştirilerek
robotun hareket etmesi sağlanmştr. Robotun hareketleri
yazlan kod ile sağlanmştr. Robot ileri-geri, sağa-sola hareket
edebilmektedir. Bir web arayüzü kullanlarak bluetooth
modülü bağlants ile ses kontrolü sağlanmştr. Bu ses
kontrolü ile robot verilen komutlara göre çalşmaya başlar veya
çalşmas sonlandrlr. Robota ses kontrolü ile iki komut
verilmektedir. Bu komutlar hareket başla ve hareketi sonlandr
komutlardr. Harekete başla komutu verildiği zaman robot
kod ile kendisine verilen görevleri yerine getirmeye başlar.
Herhangi bir anda hareketi sonlandr komutu verildiğinde
434
15-18 Ekim 2015
Vogue Hotel Bodrum, Muğla
Tıbbi Cihaz Tasarımı 5
2. Gün / 16 Ekim 2015, Cuma
robot o anda görevini sonlandrr. Ses ile kontrolün
sağlanabilmesi için kodda belirtilen komutlarn
söylenmesi gerekmektedir. Robot hazrlanacak olan
hastane planlamasndaki çizgileri izleyerek arduino
megann hafzasna önceden kaydedilmiş ses dosyalarn
speakera aktarr. Aktarlan ses dosyalaryla her bir hastaya
srayla ilaçlarn almalar gerektiği hatrlatlr. Yaplan
proje bir hastane ortamnda gerçekleştiği için, robot
yolunda ilerlerken önüne ani çkabilecek engelleri
alglamamaktadr. Bu yüzden mesafe sensörleri (ultrasonic
sensor) kullanlarak robotun ani karşlaşacağ engelleri
alglamas sağlanacaktr.
[7] Graff, K. F., A History of Ultrasonics, Chapter 1 of
Physical Acoustics, Vol. 15, Mason and Thurston, editors,
Academic Pres, 1981.
[8] Min, B.K., Cho, D.W., Lee, J.S. ve Park, Y. P., Sonar
mapping of a mobile robot considering position uncertainity,
Robotics & Computer Integrated Manufacturing, Vol. 13,
No.1, 41-49, 1997.
[9] Yldz, N., Uzun, T., “Araba Benzeri Bir Gezgin Robotun
Donanm
ile
Yazlmnn
Tasarlanmas
ve
Gerçekleştirilmesi”, Yldz Teknik Üniversitesi, İstanbul.
Projemize gelecekteki çalşmalarda, Sağlk Bakanlğ
Eczaneler ilaç veri tabann kullanarak, robot kitine ilaç
üniteleri eklenerek belirlenen hastaya belirlenen saatte
belirlenen
ilacnn
dağtmnn
yaplmas
planlanmaktadr. Eğer hasta üniteden ilaçlarn almazsa
hemşireye hastann ilaçlarn almadğ arayüz yardm ile
mesaj olarak aktarlr.
[10] Özdemir, Y., Sezgin, A. and Yüksel, T 2006. Çizgi
izleyen gezgin bir robotun incelenmesi ve gerçeklenmesi.
5. Kaynaklar
[1] González, F.,Villegas, O., Ramírez, D., Sánchez,
V., and Domínguez, 2014. Smart MultiLevel Tool for
Remote Patient Monitoring Based on a Wireless Sensor
Network
and
Mobile
Augmented
Reality.
Departamento de Ingeniería, Universidad Tecnológica
de Ciudad Juárez, Av. Universidad Tecnológica 3051,
Ciudad Juárez, Chihuahua, Mexico, 17213-17234.
[2] Callena, J., Horderna, A., Gibsonb, K., Li, L.,
Hains, I. and Westbrook, J., 2012. Can technology
change the work of nurses? Evaluation of a drug
monitoring system for ambulatory chronic disease
patients. Centre for Health Systems and Safety
Research, Australian Institute of Health Innovation,
Faculty of Medicine, The University of New South
Wales, Kensington, Sydney, NSW 2052, Australia
1984-1990.
[3] Chen, L., Evans, T., and Anand, S., 2004. Human
resources for health: overcoming the crisis. Global
Equity Initiative, Harvard University, Cambridge, MA
02138, USA, 1984 1990.
[4] Alkire S, Chen L. “Medical exceptionalism” in
international migration: should doctors and nurses be
treated differently? Joint Learning Initiative working
paper
7-3.
http://www.globalhealthtrust.
org/doc/abstracts/WG7/Alkirepaper.pdf (accessed Oct
25, 2004).
[5] Corporation, P.,
QTR-8A and QTR-8RC
Reflectance Sensor Array User's Guide., 2001, 1-12.
[6] Parlaktuna, O. and Eroğlu E. Gezgin robotlarda
ultrasonik mesafe alglayclarla robot davranşlarnn
kontrolü ve çevre haritalama 2006-2007, 84-104.
435