Thiết bị đeo chăm sóc sức khỏe cho người cao tuổi

ụng trên điện thoại di động 
Chúng tôi phát triển một ứng dụng chạy trên 
điện thoại di động để thực hiện các chức năng sau: 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 125 (2018) 023-028 
26 
- Kết nối tới thiết bị đeo thông qua giao tiếp 
Bluetooth năng lượng thấp. 
- Đồng bộ dữ liệu về nhiệt độ, nhịp tim, lời nhắc và 
các thông tin khác với thiết bị đeo. 
- Hiển thị dữ liệu dưới dạng đồ thị khi có yêu cầu. 
Thuật toán của ứng dụng chạy trên điện thoại di 
động được mô tả dưới dạng mã giả như sau: 
Algorithm Smartphone App 
1 while True do 
2 if Bluetooth enable = False then 
3 Display mesage to enable 
4 else 
5 while t < ScanTimeout do 
6 Scan for device 
7 t++ 
8 end 
9 if Device found = False then 
10 Display error message 
11 else 
12 Connect to device 
13 end 
14 if Connect success = False then 
15 Display error message 
16 else 
17 Sync reminders and bio-signals 
18 if Plot button = True then 
19 Call Plot graph procedure 
20 end 
21 end 
22 end 
23 end 
Hình 2 mô tả màn hình của ứng dụng khi có yêu 
cầu vẽ đồ thị biểu diễn nhiệt độ và nhịp tim trong một 
ngày cụ thể. 
Khi phát hiện ngã, ứng dụng trên điện thoại di 
động của người cao tuổi sẽ lưu lại các thông số về 
thời gian, nhiệt độ, nhịp tim, vị trí ngã, địa chỉ để cho 
phép các bác sĩ tham khảo trong quá trình điều trị như 
được mô tả trong hình 3. 
Hình 3. Màn hình ứng dụng khi phát hiện ngã 
Chương trình điều khiển trên thiết bị đeo: 
Chương trình điều khiển chạy trên thiết bị đeo thực 
hiện các chức năng sau: 
• Định kỳ lấy dữ liệu về nhiệt độ, nhịp tim từ 
các cảm biến. 
• Giám sát các vận động và vị trí của người 
cao tuổi. 
• Đồng bộ dữ liệu với điện thoại khi có kết nối 
Bluetooth. 
• Nếu phát hiện dấu hiệu bất thường, kích hoạt 
thủ tục cấp cứu. 
• Hiển thị các lời nhắc khi đến thời điểm. 
Thuật toán của chương trình điều khiển trên thiết bị 
đeo được mô tả dưới dạng mã giả như sau: 
Algorithm Device App 
1 while True do 
2 Call Temperature measurement procedure 
3 Call Heart rate measurement procedure 
4 Call Fall detection procedure 
5 Call Reminder procedure 
6 if Connect success = False then 
7 Store data in temporary memory 
8 else 
9 Sync reminders and bio-signals 
10 end 
11 if Fall = True or Temperature > T_threshold 
 or Heart rate > H_threshold then 
12 while st < AlarmTimeout do 
13 Call Alarm procedure 
14 st++ 
15 if Cancel Button = True then 
16 Call Cancel procedure 
17 end 
18 end 
19 Call Location procedure 
20 Call Emergency procedure 
21 end 
22 end 
Hình 4. Tin nhắn yêu cầu dịch vụ cấp cứu 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 125 (2018) 023-028 
27 
Hình 4 mô tả tin nhắn yêu cầu dịch vụ cấp cứu 
được gửi tới đường dây nóng của bệnh viện. 
3. Các kết quả thử nghiệm 
Chúng tôi tiến hành hai thử nghiệm để đánh giá 
độ tin cậy của thiết bị trong việc phát hiện các dấu 
hiệu bất thường và gửi đi tin nhắn yêu cầu dịch vụ 
cấp cứu. 
Thử nghiệm thứ nhất: 
Mục đích của thử nghiệm này là kiểm tra việc 
phát ra cảnh báo khi nhiệt độ hoặc nhịp tim thay đổi 
đột ngột cũng như tính chính xác trong việc xác định 
vị trí hiện tại của người cao tuổi. Các tình nguyện 
viên được yêu cầu thực hiện các hoạt động thể chất 
như đi bộ, lên và xuống cầu thang nhằm mục đích gia 
tăng nhiệt độ cơ thể và nhịp tim tới ngưỡng được cài 
đặt. Kết quả của thử nghiệm được thể hiện trong bảng 
1. 
Bảng 1. Kết quả thử nghiệm độ chính xác của thiết 
bị trong việc bật cảnh báo và xác định vị trí 
Lần thử 
nghiệm 
Bật cảnh 
báo 
Xác định vị trí 
Trong 
nhà 
Ngoài 
trời 
1 Có Không Có 
2 Có Có Có 
3 Có Không Có 
4 Có Có Có 
5 Có Có Có 
6 Có Không Có 
7 Có Có Có 
8 Có Có Có 
9 Có Không Có 
10 Có Có Có 
Độ chính xác 100% 60% 100% 
Thử nghiệm thứ hai: 
Mục đích của thử nghiệm này là kiểm tra độ 
chính xác đạt được của thiết bị trong việc phát hiện 
ngã. Các tình nguyện viên được yêu cầu mô phỏng lại 
ba hiện tượng ngã phổ biến là ngã ngửa do trượt chân, 
ngã sấp khi vấp phải một chướng ngại vật trên sàn và 
ngã sang hai bên. 
Độ chính xác được xác định thông qua việc 
đánh giá các thông số sau: 
- Dương tính thật: Hiện tượng ngã xảy ra, thiết bị 
báo phát hiện ngã. 
- Dương tính giả: Hiện tượng ngã không xảy ra, 
thiết bị báo phát hiện ngã. 
- Âm tính thật: Hiện tượng ngã không xảy ra, thiết 
bị không báo phát hiện ngã. 
- Âm tính giả: Hiện tượng ngã xảy ra, thiết bị 
không báo phát hiện ngã. 
Kết quả của thử nghiệm được thể hiện trong bảng 2. 
Bảng 2. Kết quả thử nghiệm độ chính xác của thiết 
bị trong việc phát hiện ngã 
Hiện tượng ngã 
Ngã 
ngửa 
(%) 
Ngã 
sấp 
(%) 
Ngã 
sang bên 
(%) 
Dương tính thật 81 82 77 
Dương tính giả 10 14 17 
Âm tính thật - - - 
Âm tính giả 9 4 6 
Tổng cộng 100 100 100 
Độ chính xác 81 82 77 
4. Kết luận 
Bài báo này đã giới thiệu một thiết bị đeo chăm 
sóc sức khỏe sử dụng các cảm biến để thu thập dữ 
liệu về nhịp tim, nhiệt độ và giám sát các hoạt động 
hàng ngày của người cao tuổi ở cả môi trường trong 
nhà lẫn ngoài trời. Thông qua thuật toán điều khiển, 
thiết bị sẽ liên tục giám sát sự thay đổi của các tín 
hiệu sinh học, nếu phát hiện thấy có hiện tượng bất 
thường như nhịp tim hay nhiệt độ thay đổi đột ngột 
hoặc phát hiện người cao tuổi bị ngã, thiết bị sẽ gửi 
tin nhắn đến đường dây nóng của bệnh viện để yêu 
cầu dịch vụ cấp cứu kịp thời, qua đó dẫn đến giảm tỉ 
lệ chấn thương hoặc tử vong cho người cao tuổi. 
Thiết bị sử dụng các linh kiện dán có mức độ 
tiêu thụ năng lượng thấp, giá thành rẻ nên thích hợp 
cho những người cao tuổi ở những nước đang phát 
triển. Tuy nhiên do khối GSM/GPRS hiện đang dùng 
anten ngoài nên tương đối bất tiện cho người cao tuổi 
trong việc di chuyển, hơn nữa do chỉ được trang bị 
cảm biến nhiệt độ và cảm biến nhịp tim nên số lượng 
tín hiệu sinh học đo được của thiết bị còn hạn chế. 
Các kết quả thử nghiệm cho thấy thiết bị có khả 
năng phát hiện ngã cũng như sự thay đổi đột ngột của 
các tín hiệu sinh học và thực hiện thủ tục yêu cầu 
dịch vụ cấp cứu một cách nhanh chóng. Tuy nhiên độ 
chính xác đạt được chưa cao, một phần do thuật toán 
phát hiện ngã chưa được tối ưu hóa, một phần khác là 
do khả năng gây chấn thương trong các thử nghiệm 
tương đối cao nên chúng tôi đã phải sử dụng các tình 
nguyện viên trẻ tuổi dẫn đến các mẫu dữ liệu thu 
được từ các cảm biến có sự khác biệt so với người 
cao tuổi. 
Trong tương lai, chúng tôi sẽ bổ sung thêm cảm 
biến cho phép đo huyết áp, chuyển đổi anten ngoài 
của khối GSM/GPRS thành anten tích hợp bên trong 
và cải thiện độ chính xác của thuật toán phát hiện 
ngã, giúp người cao tuổi có thể sử dụng thiết bị này 
để theo dõi sức khỏe, cải thiện chất lượng cuộc sống. 
Lời cảm ơn 
Nghiên cứu này được thực hiện với sự hỗ trợ về 
tài chính của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 125 (2018) 023-028 
28 
thông qua đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường mã 
số T2016-PC-118. 
Tài liệu tham khảo 
[1] General Statistics Office of Viet Nam. The 2014 Viet 
Nam Intercensal Population and Housing Survey: 
Population sex-age structure and related socio-
economic issues in Viet Nam. Viet Nam news agency 
publishing house. Ha noi 2016. 
[2] General Statistics Office of Viet Nam, United Nations 
Population Fund . Vietnam population projection 
2014 - 2049. Viet Nam news agency publishing 
house. Ha noi 2016. 
[3] United Nations Population Fund. The ageing 
population in Viet Nam: Current status, prognosis, 
and possible policy responses. Ha noi. July 2011. 
[4] B.Thaduangta, P.Choomjit, S.Mongkolveswith et al. 
Smart Healthcare: Basic health check-up and 
monitoring system for elderly. 2016 International 
Computer Science and Engineering Conference 
(ICSEC). Chiang Mai, Thailand. 14-17 Dec. 2016 
[5] S. Pinto, J. Cabral, T. Gomes. We-care: An IoT-
based health care system for elderly people. IEEE 
International Conference on Industrial Technology 
(ICIT). Toronto, ON, Canada. 22-25 March 2017. 
[6] K. Malhi, S.C. Mukhopadhyay, J. Schnepper, M. 
Haefke, H. Ewald. A Zigbee-Based Wearable 
Physiological Parameters Monitoring System. IEEE 
Sensors Journal. Volume: 12, Issue: 3. Year: 2012. 
[7] Atmel Corporation. Atmel ATmega640/V-1280/V-
1281/V-2560/V-2561/V 8-bit Atmel Microcontroller 
with 16/32/64KB In-System Programmable Flash. 
[Online]. Available: 
AVR-Microcontroller-ATmega640-1280-1281-2560-
2561_datasheet.pdf 
[8] Globalsat Technology Corporation. GPS Module 
Hardware Data Sheet Product No: EM-506. [Online]. 
Available:
EM506_um.pdf 
[9] ID Innovations. ID-3LA, ID-12LA, ID-20LA Low 
Voltage Series Reader Modules. [Online]. Available: 
3LA,ID12LA,-ID-20LA.pdf 
[10] Texas Instruments. LMT70, LMT70A ±0.05°C 
Precision Analog Temperature Sensor, RTD and 
Precision NTC Thermistor IC. [Online]. Available: 
[11] Texas Instruments. TIDA-00824 Human Skin 
Temperature Sensing for Wearable Applications 
Reference Design. [Online]. Available: 
[12] Maxim Integrated. High-Sensitivity Pulse Oximeter 
and Heart-Rate Sensor for Wearable Health. [Online]. 
Available: 
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/-
MAX30101.pdf 
[13] Analog Devices. Digital Accelerometer ADXL345. 
[Online]. Available: 
nicaldocumentation/data-sheets/ADXL345.pdf 
[14] Shenzhen RF-Star Technology. RF-BM-S02 
Bluetooth Smart Module. [Online]. Available: 
[15] Quectel Wireless Solutions. M95 Hardware Design 
GSM/GPRS Module Series. 03 September 2013 
[16] Winstar. WEO012864B OLED graphic 128x64 dots. 
[Online]. Available: 
module/graphic-oled-display/spi-oled-128x64.html 
[17] Texas Instruments. bq32000 Real-Time Clock (RTC). 
[Online]. Available: 
[18] Shenzhen Pkcell battery company. Technical 
Specification Li-Polymer 803860 2000mAh 3.7V 
with PCM. 03 June 2014. 
[19] Texas Instruments. bq2405x 1-A Single-Cell Li-Ion 
and Li-Pol Battery Charger With Automatic Adaptor 
and USB Detection. [Online]. Available: