Development of cloud-based intelligent healthcare system using digital twin
Dijital ikiz kullanılarak bulut tabanlı akıllı sağlık sisteminin geliştirilmesi
- Tez No: 661735
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KARAKÖSE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Dijital ikizler, en popüler dijital trendlerden biridir. Bu katkıda, dijital ikiz kavramını ve yeni endüstriyel uygulamalar için olanakları kısaca gözden geçireceğiz. Kurulan dijital ikiz ve nasıl uygulandığı tartışılırken, dijital ikiz bu yıllarda bir teknoloji trendiydi. Dijital ikiz, fiziksel varlıkları veya mekanizmayı bilgisayarlı veya dijital bir versiyonda tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Dijital ikiz, fiziksel varlık hakkında gerçek zamanlı bilgileri temsil etmek için veri toplayan bir veya daha fazla sensör içerir ve araştırmada, bulut sistemlerini kullanan mekanik vantilatörler için akıllı bir dijital kopya yaratarak akıllı bir izleme sistemi oluşturur. Dijital ikiz modeli oluşturmadaki son adımımız, dijital ortamda ikizi yaratmaktır. Bu aşamada simülasyon, tahmin ve zeka sistemi gibi bilgisayar biliminde yükselişe geçen yöntemler devreye giriyor. Fiziksel ikiziyle sürekli iletişim halinde olan dijital ikiz, verileri işleyip farklı senaryolarda sonuçlar üretirken, aynı zamanda fiziksel ortamdan gelebilecek gerçek verileri de kaçırmamakta ve gerekirse çalışmalarını temel alarak güncellemektedir. Yeni gerçek bilgiler üzerine. Simülatör üretimi, solunum kontrol çalışmaları için yararlı ve avantajlıdır. Suni bir ventilatör kullanılarak yapılan yapay mekanik ventilasyon, solunum sisteminde bir anormallik veya kontrolsüz solunumu olan bir hasta için oksijenasyonu belirli bir koruma derecesinde sürdürmek için yeterli olmayan yaygın bir prosedürdür. İnspirasyon sırasında akciğerlere bir miktar hava akışı sağlama görevi görür ve bir ekspirasyon işlemi sırasında akciğerlerden hava çeker. Ventilatörün kendisi, tüm vantilatör dalga formu bilindiğinde veya hatta tüm vantilatör dalga formu bilindiğinde koşulları ayarlarken zordur. Bu araştırmada, bulut sistemi kullanarak mekanik ventilatör için akıllı bir sağlık sistemi oluşturmak, ağ hizmetleri olarak sunulan uygulamalar ve bu hizmetleri sağlayan veri merkezlerindeki sistem donanımı ve yazılımı için de geçerlidir. Bulut bilişim, veri ambarlama, sunucular, veritabanları, ağlar ve yazılım dahil olmak üzere internet üzerinden çeşitli hizmetlerin sağlanmasıdır. Bulut tabanlı depolama, dosyaların uzak bir veritabanında depolanmasına ve talep üzerine ve dijital ikiz olarak indirilmesine izin verir; basit bir mekanik ventilatör modelini temel bir araç olarak rutin bir ventilasyon çalışmasında kullanmak üzere sunmak için simülasyon yazılımı kullanırız. MATLAB programı üzerinde daha önceki çalışmalarda doğrulanan matematiksel modele dayalı bir modelleme ve simülasyon süreci uygulanmaktadır. MATLAB'ın Simulink ve GUI'sinden yararlanılarak, çok katmanlı fonksiyonel modüller ile solunum kontrolünün gerçek zamanlı simülasyonu ve sinyal izlemesi gerçekleştirilir. Simülatör üretimi, solunum kontrolü incelemeleri için yararlı ve avantajlıdır, bu da akıllı bir sağlık sistemi oluşturmak anlamına gelir. Hasta erkek ya da kadın ise tüm verileri alıp uygulama içeriğine dahil ediyorum, 30 saat içerisinde 30 numune alıyoruz, her veriyi hastadan veri aldıktan sonra saat başı alıyoruz, hastanın tansiyonu, nabız basıncı, Kalp atış hızı, insan vücudundaki oksijen seviyesi tüm bölümler için grafikler çizer ve bu uygulamada insan vücudundaki kan basıncı, nabız basıncı, nabız, oksijen seviyesinin tüm ortalamalarını gösterir. Bu araştırmadaki en önemli görev, mekanik vantilatör gibi akıllı sağlık sistemi, insan vücudundaki oksijen satürasyonunu ölçer ve oksijene ihtiyaç duyan yüzde hastanın durumunu tanımlayan mesajı gösterir. Simülatör, basınç, akış hızı ve tidal hacmin solunum dalga biçimlerini gözlemlemek için izleme pencereleri uygular. Pratikte, hastanın kan basıncını, nabız kalp atış hızını ve kandaki oksijen seviyesini gösteririz ve ortalamayı gösterdikten sonra, mekanik vantilatör uygulaması tüm giriş parametrelerini gösteren grafikler çizer ve tidal hacim, akış hızı, basınç için grafik çıkarır. diğer değişkenler normal aralıklar için tüm çıktı parametreleri tüm çıktı parametreleriyle karşılaştırılır ve tüm çıktı parametrelerini normal aralıklarla karşılaştırdıktan sonra, hepsini bir rapor olarak görebiliriz.
Özet (Çeviri)
Digital twins are one of the most popular digital trends. In this contribution, we will briefly review the concept of digital twins and the possibilities for new industrial applications. The digital twin established and how it is practiced is discussed, the digital twin was a technology trend in these years. A digital twin is a term used to describe physical assets or mechanism in a computerized or digital version. The digital twin contains one or more sensors that collect data to represent real-time information about the physical asset, and in the research create an intelligent a digital copy for mechanical ventilators using the cloud systems, create an intelligent monitoring system. Our final step in constructing the digital twin model is to create the twin in the digital environment. At this stage, methods that are on the rise in computer science such as simulation, prediction and an intelligence system come into play. The digital twin, which is in constant communication with its physical twin, processes the data and produces results in different scenarios, while at the same time not missing any real data that may come from the physical environment and, if necessary, updating its studies based on new real information. Simulator production is useful and advantageous for respiratory control studies. Artificial mechanical ventilation by the use of an artificial ventilator is a common procedure that is not adequate to sustain oxygenation at a degree of protection for a patient who has an abnormality in his respiratory system or his uncontrolled breathing. During inspiration, it acts to supply an amount of airflow into the lungs and during an expiration process, it extracts air from the lungs. The ventilator itself is difficult when setting conditions, with or even when all show ventilator waveform is known. In this research, creating an intelligent healthcare system for mechanical ventilator using the cloud system also applies to applications offered as network services and to system hardware and software in the data centers that provide those services. Cloud computing is the provision of a variety of services over the internet, including data warehousing, servers, databases, networks, and software. Cloud-based storage allows files to be stored in a remote database and downloaded on demand and digital twin, we use simulation software to present a simplistic mechanical ventilator model to use in a routine ventilation study as a basic tool. A modeling and simulation process based on the mathematical model, which has been verified in earlier studies, is implemented on the MATLAB program. By utilizing the Simulink and GUI of MATLAB, real-time simulation and signal monitoring of respiratory control with multilayer functional modules are realized. The simulator production is useful and advantageous for breathing control investigations it means to create an intelligent healthcare system. If the patient is male or female, I take all the data and include it in the content of the application, we take 30 samples within 30 hours, taking each data hourly after receiving data from the patient, the patient's blood pressure, pulse pressure, heart rate, the oxygen level in the human body draws graphs for all parts and shows all the averages of the blood pressure, pulse pressure, heart rate, the oxygen level in the human body in this application. The most important task in this research the intelligent healthcare system such as mechanical ventilator gauge the oxygen saturation in the human body and show the message describe the patient's state which percentage need the oxygen. The simulator implements monitoring windows to observe the respiratory waveforms of pressure, flow rate, and tidal volume. In practice, we show the patient's blood pressure, pulse heart rate and the oxygen level in the blood, and after showing the average, the mechanical ventilator application draws graphs showing all the input parameters and output the graphical for tidal volume, flow rate, pressure then all output parameters for other variables normal ranges are compared to all output parameters, and After comparing all output parameters to the normal ranges, we can see them all as a report.
Benzer Tezler
- Bankacılık sektöründe robotik süreç otomasyonu - bir uygulama örneği
Robotic process automation in the banking industry - an application example
ÖMER BAŞTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSakarya ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEHER ARSLANKAYA
- Coğrafı̇ bı̇lgı̇ teknolojı̇lerı̇ ı̇le akıllı şehı̇r tasarımı
Designing geographic information system framework for smart cities
ABDULLAH SAİD TÜRKSEVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHSİN YOMRALIOĞLU
- Emotion aware artificial intelligence for cognitive systems
Bilişsel sistemler için duygu farkındalıklı yapay zeka
DEĞER AYATA
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF YASLAN
PROF. DR. MUSTAFA ERSEL KAMAŞAK
- Short term electricity load forecasting with deep learning
Derin öğrenme ile kısa dönemli elektrik yük talep tahmini
İBRAHİM YAZICI
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK BEYCA
- Yaşlı bakımında derin öğrenme ile video üzerinden sağlık durumunun takibi
Video surveillance of elderly person aimed to healthcare via deep learning
FAHRİ CİHAN ATTİLA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriFırat ÜniversitesiEkobilişim Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET İLYAS BAYINDIR