Intelligent mining and pattern recognition of medical data for context aware telemedicine applications

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, η εξέλιξη του τομέα των ΤΠΕ έχει αρχίσει να αναδιαμορφώνει τα συστήματα υγείας και να δημιουργεί νέα μοντέλα παροχής φροντίδας και περίθαλψης, βασισμένα σε εργαλεία που επιτρέπουν την παρακολούθηση και διαχείριση χρόνιων ασθενών από απόσταση, την έγκαιρη παρέμβαση σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, καθώς και την παροχή φροντίδας στο χώρο του ασθενούς, μειώνοντας τις αποστάσεις, τον χρόνο και κατ’ επέκταση το κόστος. Λόγω της μεγάλης επιβάρυνσης που προκαλεί η διαχείριση χρόνιων νοσημάτων στο σύστημα υγείας, αλλά αυξανόμενης γήρανσης του πληθυσμού παγκοσμίως, οι τεχνολογίες για την ανεξάρτητη υποβοηθούμενη διαβίωση, οι οποίες επιτρέπουν τη διακριτική παρακολούθηση του ασθενή και την αυτόματη ανίχνευση δυνητικά επικίνδυνων καταστάσεων (π.χ. ανίχνευση πτώσεων) μέσω βιοαισθητήρων και συσκευών όπως βιντεοκάμερες, έχουν εξελιχθεί σε σημαντικό πεδίο έρευνας. Η επίγνωση πλαισίου (context awareness) στις τεχνολογίες πληροφορικής αφορά τη λήψη και αξιοποίηση δεδομένων μέσω συσκευών, με στόχο την παροχή υπηρεσιών προσαρμοσμένων κατάλληλα για συγκεκριμένο χρήστη, χρόνο, τόπο, κλπ. Ειδικότερα, στο πλαίσιο της τηλεφροντίδας ασθενών, επίγνωση πλαισίου σημαίνει ανίχνευση της κατάστασης του ασθενή και κατάλληλη προσαρμογή των υπηρεσιών φροντίδας με βάση αυτή την κατάσταση, αλλά και τις συνθήκες του περιβάλλοντός του. Παρά τον μεγάλο αριθμό συστημάτων τηλεϊατρικής και ηλεκτρονικής υγείας που έχουν προταθεί και υλοποιηθεί, ελάχιστα ενσωματώνουν την έννοια της επίγνωσης πλαισίου. Η παρούσα διατριβή εξετάζει την εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών και πρακτικών για την ενσωμάτωση της επίγνωσης πλαισίου σε συστήματα ανεξάρτητης υποβοηθούμενης διαβίωσης. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζονται εφαρμογές για την ανίχνευση πτώσεων αξιοποιώντας δεδομένα κίνησης, εικόνας και ήχου, για την συμπίεση ιατρικών εικόνων και την προβολή αυτών και άλλων ιατρικών δεδομένων σε κινητές συσκευές, καθώς και για τη διαχείριση ιατρικών δεδομένων στο Cloud. Επιπλέον, προτείνεται μια context-aware αρχιτεκτονική, ανεξάρτητη από τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται. Τέλος, παρατίθενται κάποια ανοιχτά ζητήματα που προκύπτουν από την εφαρμογή των παραπάνω τεχνολογιών, μαζί με κάποιες πιθανές λύσεις.