Kontrol Alan Ağı(CAN) ve

Tıbbi Cihaz Uygulamaları

Gül TÜRKER

Süleyman Demirel Üniversitesi

1

Sunum İçeriği

Çalışmanın amaçları

Seri İletişim

Kontrol Alan Ağı (CAN)

Kontrol Alan ağı Medikal Uygulamaları

Protokol çalışmaları

Değerlendirmeler

2

Amaç

Medikal bilişimde amaç;

İletişim, bilgi, web teknolojilerini ve diğer tüm teknolojileri birleştirerek insan sağlığına fayda sağlamak.

Medikal alanda gelişmekte olan cihazlara ve kullanılan haberleşme teknolojilerine katkı sağlayan Kontrol Alan Ağı teknolojisi ile gerçekleştirilen medikal uygulamaları incelemek.

3

Kontrol Alan Ağı(KAA)Controller Area Network(CAN)

1986 - Robert Bosch / 1993 - ISO Tek bir hat üzerinden kablolu veri transferi Kontrol Alan Ağ modülü bulunan ilk entegre 1989 yılında Intel Corp.

tarafından piyasaya çıkarılmıştır.

Siemens,

Motorola,

Philips,

Microchip

4

Endüstriyel otomasyon, otomotiv ve mühendisliğin çeşitli alanlarında kullanılır,

Çift yönlü veri haberleşmesi için kullanılır,

Yüksek performanslı

Güvenilir

Kablolu ağ teknolojisi

Controller Area Network(CAN)

5

Maximum 1 Mbit/sn’lik bir hızda veri iletişimi sağlayan Kontrol Alan Ağı teknolojisi güvenliğin önemli olduğu gerçek zamanlı medikal uygulamalarda kullanılmaktadır.

Gerçek zamanlı seri iletişim nedir?

6

İletişim ortamına erişim yöntemi olarak, bit öncelikli yapı kullanır.

CSMA/CD

Bu yöntem, mesajların çarpışmamasını garanti etmekle beraber, iletişim hattının uzunluğunu sınırlandırır.

1 Mbit/s veri iletim hızı ile 40 m

40 Kbit/s veri iletim hızı ile 1000 m

7

Frame Çeşitleri

Data Frame 47 bit protokol kontrol, 0–8 bayt arası yük bölümü

Remote Frame,

Error Frame,

Overload Frame

8

Data Frame

9

1. Başlangıç Biti ( Start of Frame )

2. Arbitration Alanı ( Arbitration Field )

3. Kontrol Alanı ( Control Field )

4. Data Alanı ( Data Field )

5. CRC Alanı ( Cyclic Redundancy Check Field )

6. ACK Alanı ( Acknowledge Field )

7. Frame Sonu ( End of Frame)

11bit (identifier) nitelik, öncelik

CAN 2.0A (211) Standart Data Frame CAN 2.0B (229) Extended Data Frame

ISO 11898 ISO 11519

Standartları: İletim hızları ve fiziksel katman farklılıkları gösterir.

10

CAN protokolünün özellikleri:

Ağa bağlı bir düğümden tüm sistem kontrol edilebilir.

Fonksiyonları kontrol eden komutlar seri olarak gönderildiği için kablo ve konnektör karışıklığı azalır.

Sistemin çözülmesi veya toplanması daha kolay ve daha hızlıdır.

11

CAN protokolünün özellikleri:

Verimli hata bulma sağlar.

Kullanıcıya uyarı ve durum bilgisi göndermek için daha yüksek kapasite sağlar.

Ağa yeni kontrol birimlerinin kolayca eklenebilmesini sağlar.

Ağa erişimde farklı erişim öncelikleri sağlar.

12

Sağlık alanında akıllı evlerin gelişiminde konfor ve eğlence ön planda tutan çalışmaların ötesinde çoğunlukla amaçlanan görsel, işitsel ve bilişsel yeteneklerden yoksun olan yaşlı, hasta kişilerin izlenmesi olan uygulamalar geliştirilmiştir.

Hasta takibinin yapıldığı ev otomasyon sistemlerinde izlenmesi önemli olan ;

Biyolojik verilerGünlük aktiviteler

13

Sağlık Alanında CAN

Otomasyon Sistemler

Klinik değerlendirmesinde veri kaybı olmadan iletişimi gerçekleştirilir.

Kontrol Alan Ağı üzerinden IR sensörlerinin ve manyetik anahtarların bilgisi aktarımı gerçekleştirilir.

14

Akıllı sistem kullanan evlere biyomedikal monitörler monte edilmiştir. Ağ üzerinden işlem yapan cihazlar veri toplama ve işleme için internet ile uzaktan kumanda merkezine bağlanmaktadır.

15

TEKNOLOJİLER

Telemetri,

X–10 Teknolojisi,

Cat 5, RF Sistemler,

Bluetooth Teknolojisi,

IEEE 802.11b, Kızılötesi

Zigbee Teknolojisi

Bulanık mantık,

16

LAN

CAN

WBAN

PAN

WSN

GPS üzerinden

GSM ile takip

17

Akıllı Ev İç Dizaynı

18

MediCAN

ISO/IEEE 11073 (X73) standardı,

Farklı üreticilerin medikal cihazlarının birbirine bağlantı kurmasını sağlayan yaygın bir standarttır,

İşlem takip kolaylaştırır,

Yönetim maliyetlerini azaltmak,

Medical cihazlar ve haberleşme teknolojileri ile uyum sağlayabilir.

19

MediCAN

MediCAN yatak başı medikal cihazların bir arada çalışabilmesini sağlamak için bir network yapısı sunar.

Tüm medikal cihaz teknolojileriyle veri haberleşme protokollerini birleştirir.

Oluşturduğu arayüzlerin kullanımında internet araçlarını dahil ederek sağlık çalışanlarının hasta takibini kolaylaştırır.

20

Protez Cihazları

Prosthetic Device Communication Protocol (PDCP).

Üst seviye protokol protez kontrol sistemleri arasında birlikte çalışabilirliği destekler.

CANbus kullanan protez extremite sensor ağı içerisinde trafiği izleme.

CAN temelli üç boyutlu hareket sensörleri içeren giyilebilir denge protezi.

21

Tekerlekli sandalye Hasta Yatağı Ameliyathane

Bilgisayarlı Tomografi CANopen

X-ray Cihazlarının CANopen

22

Değerlendirmeler

CAN protokolü: çok yöneticili yapısı, üstün hata algılama mekanizması, çarpışma durumlarının öncelik bilgisiyle önlenebildiği, hızlı ve uzun mesafelerde iletişimi desteklemesi tercih sebebidir.

Ağ içinde seri iletişim kurallarının belirlendiği farklı uygulamaların tek bir çatı altında gerçekleştirilmesi için yapılan protokol çalışmaları ve uygulama çalışmaları sürdürülmektedir.

23

Hastaları Destekleyici Sistemler: CAN temelli hastane içerisinde hastalar için kolaylık sağlayacak yatak, tekerlekli sandalye ve oda kontrolünün sağlandığı uygulamalar.

24

Biyomedikal Cihazlar Protokoller

Bilgisayarlı Tomografi Cihazı CAN Protokolü

X-ray Cihazı CAN Protokolü

Protez CAN Protokolü

Assist sistemler CAN Protokolü

Yatakbaşı cihazları(EKG, Pulse oximeter vb.) MediCAN Protokolü

Tekerlekli sandalye CAN Protokolü

Hasta yatağı CAN Protokolü

Ameliyathane kontrolü CAN Protokolü

TEŞEKKÜRLER…

25