Dans cet article nous avons proposé un système basé sur l’exploitation de la technologie de géolocalisation par satellite (GPS) et de communication (GSM) pour réaliser un dispositif de surveillance et de localisation des malade atteints d’Alzheimer dont l’objectif d’ établir un lien à distance entre le malade et leur famille.
Les recherche dans le domaine médicale progressent mais aucun remède n’est connu à ce jour contre la maladie d’Alzheimer. Est-t-il possible de trouver une solution pour aider les patients atteints d’Alzheimer d’avoir une vie plus ou moins indépendante et stable.
Ces différents aspects font de la maladie d’Alzheimer et de sa prise en charge reste un objet riche pour l’ingénieur qui fait développer et mettre à la disposition du public des solutions pour se débarrasser de cette situation angoissante pour le malade et qui lui provoque des crises de colère brusques ou encore du mal à supporter des choses banales comme un retard ou de l’attente, permettre aux personnes qui souffrent de cette maladie de continuer à vivre chez eux et aider leurs proches pour une bonne adaptation.
Dispositif de localisation et de surveillance des patients atteints d’Alzheimer :
Le but derrière la réalisation de ce dispositif est d’assurer la sécurité des personnes qui souffrent de la maladie d’Alzheimer tout en gardant leur autonomie et ainsi pouvoir les surveiller par ces familles grâce à un système de localisation par GPS. Ce système a deux mode de fonctionnement, le premier mode permettra à garantir le suivi du malade en effectuant un appel vers le numéro carte SIM du module GPS/GPRS/GSM pour recevoir les données de la localisation sous forme d’un message.
Le deuxième mode est le mode de surveillance, cela fonctionne en ajoutant un capteur de pulsation cardiaque au même montage précédant, ce capteur sera fixé sur le doigt, le poignet, sur le lobe d'oreille ou sous l’oreille sur le cou du patient, il permet de mesuré en permanence le rythme cardiaque du patient et le résultat sera afficher avec les données de localisation dans le même message.
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Le montage Arduino-module GPS/GPRS/GSM |
Le module SIM--- est une combinaison de deux fonctions GSM et GPS, il prend en charge le réseau quadribande GSM / GPRS et la technologie GPS pour la navigation par satellite. Il a une sensibilité de réception GPS élevée avec 22 canaux de suivi et 66 canaux récepteurs d’acquisition. De plus, il prend également en charge le système A-GPS disponible pour localisation à l'intérieur. Ce module est contrôlé par une commande AT via UART et prend en charge le niveau logique 3,3 V et 5V.
Un mode de transmission de données par SMS est utilisé par ce système, le module fixe les coordonnées de la position (latitude et longitude) d'un lieu où se trouve actuellement le patient et une fois il reçoit un appel d’un numéro près défini, un SMS indiquant la position GPS du module sera envoyé à ce numéro en fonction de l’emplacement du téléphone du l’aidant familial ainsi que l’emplacement du patient.
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Le message envoyé par le module GPS/GPRS/GSM
Le montage Arduino-SIM et pulse sensor :
Le stress, la panique, la peur ont des effets très important sur le cœur, pour un malade d’Alzheimer qui risque toujours de tomber d’un de ces situations suite à la perte de mémoire inattendu ou d’une maladie cardiaque, dans ce cas le système nerveux autonome sympathique provoque une grande stimulation du cœur directement par l’intermédiaire d’hormones comme l’adrénaline. Celle-ci peut provoquer une accélération du rythme cardiaque inhabituelle. Pour cela, le choix du système de surveillance de ce dispositif est tombé sur la fréquence cardiaque comme paramètre physiologique pour détecter ce genre de situations en ajoutant un capteur de pulsation cardiaque au montage précédant.
Le module du capteur de pouls à une lumière pénétrante aide à mesurer les pouls. Lorsque le capteur est placé sur le patient, la lumière réfléchie se change en fonction du volume du sang dans les vaisseaux sanguins capillaires. Cette variation de transmission et de réflexion de la lumière peut être obtenue sous forme d’impulsion à partir de la sortie du capteur de pouls. Cette impulsion est conditionnée pour mesurer les pulsations cardiaques, puis programmée pour être lue en tant que comptage de pulsations cardiaques à l'aide d'Arduino.
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Le circuit de dispositif
Calibrage du pulse sensor :
La calibration correspond au fait d’étalonner, c’est-à-dire de conforter des données obtenues par des biais différents afin d’en tirer une information. Ce terme est un anglicisme souvent employé dans le monde scientifique.
Une calibration au niveau du module pulse sensor est réaliser pour extraire une équation qui permet de trouver les valeurs du rythme cardiaque en BPM (battement par minute) en fonction des valeurs de la sortie A0 de la carte Arduino. Cette équation permet de transformer le signal de la sortie A0 en des données utiles de BPM qui vont être affichés dans le message envoyé au téléphone portable du l’aidant familial.
Pour réaliser ce calibrage un test était effectué sur 10 différents sujets (adultes, vieux, sportifs) au différents cas (au repos, au mouvement) en comparant les valeurs du signal obtenu par le capteur pulse sensor avec le rythme cardiaque mesuré par un autre capteur, les résultats sont afficher dans le tableau suivant :
| Output | BPM (battement par minute) |
Sujet 01 | 502 | 73 |
Sujet 02 | 515 | 90 |
Sujet 03 | 540 | 93 |
Sujet 04 | 528 | 91 |
Sujet 05 | 513 | 81 |
Sujet 06 | 510 | 77 |
Sujet 07 | 505 | 76 |
Sujet 08 | 498 | 74 |
Sujet 09 | 527 | 90 |
Sujet 10 | 520 | 80 |
Après avoir une courbe de la fréquence cardiaque en fonction du signal de la sortie A0, l’équation de calibrage par Excel est obtenue.
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Graphe de calibrage
L’équation obtenue à partir de la courbe est utilisée par la suite dans la programmation du capteur par Arduino Uno. Ce capteur de pulsation cardiaque détecte en permanence le rythme cardiaque qui va être traité et surveillé par le microcontrôleur Arduino et une fois le module de localisation détecte une tentative d’appel de la part de la famille du patient, il fixe la localisation et la fréquence cardiaque du malade et les envoient sous forme d’un message (SMS).
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Affichage de la fréquence cardiaque dans SMS
Mots-clés: Alzheimer, Géolocalisation, Localisation, GPS, GSM, Surveillance, Le rythme cardiaque.