Au sein de la sp\u00e9cialit\u00e9 Conception d\u2019objets communicants \u00e0 IMT Atlantique, nous r\u00e9alisons un projet innovant r\u00e9pondant \u00e0 un besoin r\u00e9el. Dans notre \u00e9quipe, le secteur de la sant\u00e9 est tout de suite apparu comme un domaine qui m\u00e9ritait notre attention. Nous avons en effet constat\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 nos entourages et diff\u00e9rents entretiens que le m\u00e9tier d\u2019infirmi\u00e8re \u00e9tait sujet \u00e0 une forte surcharge de travail d\u00fbe \u00e0 un emploi du temps bien trop rempli ce qui fragilise grandement ce pourquoi elles font ce m\u00e9tier : le temps pass\u00e9 avec le patient. C’est de ce postulat que nous est venue l\u2019id\u00e9e de la PharmaBox.\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n Il s\u2019agit d\u2019une armoire \u00e0 m\u00e9dicament automatis\u00e9e qui se situe dans la chambre du patient et qui, \u00e0 sa demande et apr\u00e8s une validation d\u2019une infirmi\u00e8re, d\u00e9livre un m\u00e9dicament. Ces demandes et validations s’effectuent depuis une interface web. Cela permet ainsi \u00e0 l\u2019infirmi\u00e8re de gagner du temps en \u00e9vitant certains d\u00e9placements. Ce gain lui permet de passer plus de temps avec ses patients ce qui am\u00e9liore les conditions de travail des infirmi\u00e8res et de vie des patients.\u00a0<\/span><\/p>\n La bo\u00eete :\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n Electronique :\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n Autres :\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Nous avons choisi de concevoir une bo\u00eete pour mettre en place notre syst\u00e8me. Cette bo\u00eete est compos\u00e9e de deux compartiments distincts. Le premier, au-dessus n\u2019est accessible que par un(e) infirmier(e). Ce compartiment sert \u00e0 recevoir l\u2019\u00e9lectronique ainsi que les m\u00e9dicaments.<\/span><\/p>\n Figure 1: Partie sup\u00e9rieure de la pharmabox<\/span><\/p>\n <\/p>\n Le second compartiment se trouve en dessous du premier et est compos\u00e9 d\u2019un tiroir coulissant dans l\u2019armature du compartiment. Ce compartiment n\u2019est pas scell\u00e9 et le tiroir permet de recevoir les m\u00e9dicaments demand\u00e9s.<\/span><\/p>\n Figure 2 : Partie inf\u00e9rieur de la pharmabox, int\u00e9rieur du tiroir<\/span><\/p>\n <\/p>\n Pour l\u2019armature de la bo\u00eete, nous avons s\u00e9lectionn\u00e9 des designs sur le site boxes.py ( <\/span>https:\/\/www.festi.info\/boxes.py\/<\/span><\/a> ) qui permet de g\u00e9n\u00e9rer des fichiers au format SVG afin de pouvoir par la suite d\u00e9couper les diff\u00e9rentes faces des deux compartiments avec une d\u00e9coupeuse laser.\u00a0<\/span><\/p>\n Pour que la d\u00e9coupeuse laser fonctionne correctement et d\u00e9coupe les diff\u00e9rentes parties de la bo\u00eete, il faut op\u00e9rer un peu sur les fichiers SVG en question. En effet, il faut mettre tous les contours de chaque \u00e9l\u00e9ment \u00e0 d\u00e9couper \u00e0 une \u00e9paisseur de 0.05 mm et le mettre en rouge (canal rouge \u00e0 100% et 0% en bleu et vert). On peut voir sur la partie sup\u00e9rieure de la boite 3 LEDs qui informent le patient sur l\u2019\u00e9tat de livraison de sa commande (vert : livr\u00e9e, rouge : refus\u00e9e, bleu : en attente).\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n Le compartiment sup\u00e9rieur poss\u00e8de un couvercle articul\u00e9 permettant de recharger les m\u00e9dicaments dans les entonnoirs.<\/span><\/p>\n Afin d\u2019assurer la distribution des m\u00e9dicaments entre la partie sup\u00e9rieure et le tiroir de la partie inf\u00e9rieure, nous avons choisi de concevoir une pi\u00e8ce que nous appelons l\u2019entonnoir.<\/span><\/p>\n Nous avons d\u2019abord r\u00e9alis\u00e9 un mod\u00e8le 3D de la pi\u00e8ce que nous avons retravaill\u00e9 plusieurs fois afin d’obtenir une pi\u00e8ce qui nous convenait. Enfin, nous avons utilis\u00e9 une imprimante 3D ultimaker 2 pour imprimer l\u2019entonnoir.<\/span><\/p>\n Figure 3 : L\u2019entonnoir<\/span><\/p>\n <\/p>\n Cette pi\u00e8ce \u00e0 pour but de recevoir des m\u00e9dicaments comme un r\u00e9servoir. La forme de cette pi\u00e8ce vise \u00e0 imiter celle d\u2019un entonnoir \u201cclassique\u201d afin que les m\u00e9dicaments s\u2019empilent seuls et puissent \u00eatre distribu\u00e9s de mani\u00e8re granulaire.<\/span><\/p>\n Afin d\u2019assurer la granularit\u00e9, nous avons imagin\u00e9 une seconde pi\u00e8ce imprim\u00e9e en 3D que nous appelons tourniquet.<\/span><\/p>\n Figure 4 : Le tourniquet<\/span><\/p>\n <\/p>\n A l\u2019aide de cette pi\u00e8ce, qui est reli\u00e9e \u00e0 l\u2019arbre d\u2019un moteur pas \u00e0 pas, nous souhaitons d\u00e9livrer un seul et unique m\u00e9dicament. Pour cela, nous faisons une rotation de 90\u00b0 pour qu\u2019un seul m\u00e9dicament puisse \u00eatre d\u00e9livr\u00e9. Si nous voulons distribuer plus d\u2019un m\u00e9dicament, il suffit d\u2019op\u00e9rer plusieurs rotations \u00e0 la suite.<\/span><\/p>\n Pour assembler toutes ces parties, nous avons d\u2019abord assembl\u00e9 les deux bo\u00eetes s\u00e9par\u00e9ment, enfin nous avons utilis\u00e9 du velcro adh\u00e9sif pour que les deux bo\u00eetes restent bien ensemble.<\/span><\/p>\n Figure 5 : Les deux compartiments assembl\u00e9s<\/span><\/p>\n <\/p>\n Pour fixer les entonnoirs et les moteurs, nous avons utilis\u00e9 quatres morceaux de bois pour entourer les entonnoirs, ils ont \u00e9t\u00e9 fix\u00e9s par des vis dans la partie inf\u00e9rieure de la bo\u00eete afin de pouvoir fixer le moteur \u00e0 ces morceaux de bois en ajoutant d\u2019autres vis dans les trous pr\u00e9vus \u00e0 cet effet dans les moteurs.<\/span><\/p>\n Figure 6 : L\u2019entonnoir fix\u00e9<\/span><\/p>\n <\/p>\n Pour que l\u2019arbre du moteur puisse s\u2019ins\u00e9rer dans l\u2019entonnoir et ainsi cr\u00e9er la rotation du tourniquet, nous avions pr\u00e9alablement perc\u00e9 l\u2019entonnoir, puis nous avons ensuite coll\u00e9 le tourniquet \u00e0 l’arbre du moteur avec un pistolet \u00e0 colle.<\/span><\/p>\n Figure 7 : Le tourniquet fix\u00e9 \u00e0 l\u2019arbre moteur dans l\u2019entonnoir<\/span><\/p>\n <\/p>\n Enfin, pour la partie \u00e9lectronique dans la bo\u00eete, nous avions pr\u00e9vu beaucoup d\u2019espace car nous n\u2019\u00e9tions pas s\u00fbrs de la place que cela n\u00e9cessiterait, ainsi que le nombre d\u2019entonnoirs que nous voulions mettre en place dans la pharmabox. Nous avons donc d\u00fb percer la face avant de la partie sup\u00e9rieure pour que l\u2019on puisse voir les leds (comme sur la figure 2). Le reste de la partie \u00e9lectronique est dispos\u00e9 dans l\u2019espace pr\u00e9vu \u00e0 cet effet dans la bo\u00eete.<\/span><\/p>\n Figure 8 : Int\u00e9rieur de la partie sup\u00e9rieure de la pharmabox avec l\u2019\u00e9lectronique install\u00e9e.<\/span><\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Le code permettant la gestion de la PharmaBox a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 avec PlatformIO, un \u00e9cosyst\u00e8me open source d\u00e9di\u00e9 au d\u00e9veloppement IoT.<\/span><\/p>\n <\/p>\n Dans notre cas, le code source se trouve <\/span>ICI<\/span><\/a>. Il se compose de plusieurs parties, parmi lesquelles les parties essentielles sont le dossier ‘data’, contenant notre page web et tous les \u00e9l\u00e9ments n\u00e9cessaires \u00e0 son bon fonctionnement, puis le dossier ‘src’, qui contient le code en C++ permettant les interactions de la carte ESP32 avec les diff\u00e9rents \u00e9l\u00e9ments \u00e9lectroniques. Enfin, le fichier ‘platformio.ini’ contient les \u00e9l\u00e9ments de configuration de la carte \u00e9lectronique ainsi que les biblioth\u00e8ques n\u00e9cessaires.<\/span><\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Figure 9 : ESP 32<\/span><\/p>\n Notre syst\u00e8me utilise 3 LEDs, un buzzer, deux moteurs pas \u00e0 pas et le protocole de communication Wifi. C\u2019est pour ce dernier aspect que nous avons fait le choix d\u2019un microcontr\u00f4leur ESP32.\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n Un des moteurs pas \u00e0 pas est contr\u00f4l\u00e9 par les broches (IN1)21, (IN2)19, (IN3)18 et (IN4)5, tandis que le deuxi\u00e8me moteur est command\u00e9 par les broches (IN1)26, (IN2)27, (IN3)14 et (IN4)12. Les LEDs bleue, verte et rouge sont respectivement contr\u00f4l\u00e9es par les broches 22, 4 et 2. Le buzzer, quant \u00e0 lui, est g\u00e9r\u00e9 par la broche 15.<\/span><\/p>\n <\/p>\n Pour l’h\u00e9bergement de notre plateforme web et de ses images, nous avons opt\u00e9 pour des librairies sp\u00e9cialis\u00e9es.<\/span><\/p>\n ESPsyncWebServer assure un serveur web asynchrone pour la carte, facilitant la gestion des requ\u00eates web entrantes. Par ailleurs, SPIFFS a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 pour stocker les donn\u00e9es, incluant notre page web et nos images, en exploitant la m\u00e9moire flash disponible sur la carte.<\/span><\/p>\n <\/p>\n Figure 10 : LED<\/span><\/p>\n <\/p>\n Les LEDs sont utilis\u00e9es pour informer le patient de l\u2019\u00e9tat de sa demande et de la livraison de la fa\u00e7on suivante :\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n Caract\u00e9ristiques :\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n Figure 11 : Buzzer<\/span><\/p>\n <\/p>\n Le buzzer est utilis\u00e9 afin d’informer le patient de l\u2019\u00e9tat de sa demande et livraison. En effet, 1 BIP prolong\u00e9 (3s) signale la livraison du m\u00e9dicament et 3 BIPs rapides et successifs signalent un refus de la demande.\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n Caract\u00e9ristiques :\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n Figure 12 : Moteur pas-\u00e0-pas + driver<\/span><\/p>\n Le couple moteur pas-\u00e0-pas et driver est utilis\u00e9 afin de cr\u00e9er la rotation du tourniquet. Il a \u00e9t\u00e9 calibr\u00e9 pour d\u00e9livrer la quantit\u00e9 demand\u00e9e de m\u00e9dicament. En effet, le,moteur pas-\u00e0-pas permet d\u2019imposer une rotation pr\u00e9cise d\u2019un angle \u03b8. Nous avons impos\u00e9 une rotation \u03b8 adapt\u00e9e \u00e0 la distribution d\u2019une pilule. Il suffit de multiplier \u03b8 par le nombre de pilule demand\u00e9e pour obtenir la distribution voulue.\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n La\u00a0 librairie utilis\u00e9e pour contr\u00f4ler les moteurs pas \u00e0 pas est <\/span>Stepper.<\/b><\/p>\n <\/p>\n Caract\u00e9ristiques :\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n Figure 13 : Sch\u00e9ma de l’installation<\/span><\/p>\n <\/p>\n Cette interface est une \u00ab Single-page application \u00bb ou SPA. Cela signifie que toutes les fonctionnalit\u00e9s sont sur la m\u00eame page, ce qui permet d’\u00eatre fluide pour l’utilisateur.<\/span><\/p>\n <\/p>\n Cette application a de multiples fonctionnalit\u00e9s:<\/span><\/p>\n – Elle permet au patient de commander en autonomie des m\u00e9dicaments qui ne requi\u00e8rent pas de prescription.<\/span><\/p>\n – Elle permet au personnel infirmier de valider et refuser les commandes de tout les patients.<\/span><\/p>\n – Elle permet au personnel infirmier de regarder l\u2019historique de demandes de chaque patient, et leur statut.<\/span><\/p>\n – Elle permet au patient d’avoir un traitement plus rapide et ind\u00e9pendant.<\/span><\/p>\n Pour pouvoir rester avec l\u2019architecture d\u2019un SPA, chaque interface est pr\u00e9sente dans l\u2019\u00e9cran, mais une seule est visible \u00e0 l\u2019utilisateur. Pour changer ce qui est visible pour l\u2019utilisateur, nous utilisons les fonctions show<Nom d\u2019Interface>.<\/span><\/p>\n Selon le type d\u2019utilisateur chaque interface est diff\u00e9rente donc un infirmier peut voir les options qu\u2019un patient peut ne pas voir. Quand tous les utilisateurs peuvent recevoir la m\u00eame information, on utilise la m\u00eame fonction pour les deux, donc nous \u00e9vitons de r\u00e9p\u00e9ter le code, par exemple la fonction pour montrer l\u2019historique des patients.<\/span><\/p>\n <\/p>\n Tout est dans un seul fichier html, la structure, le style et la fonctionnalit\u00e9. Seulement les images sont en dehors du fichier. Nous n\u2019avons pas utilis\u00e9 des frameworks ou libraires. Nous avons cr\u00e9\u00e9 chaque partie dans le code, chaque fonctionnalit\u00e9 et chaque style avec l\u2019aide d\u2019intelligence artificielle et connaissances d\u00e9j\u00e0 acquises.\u00a0<\/span><\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Dans un premier temps, l\u2019utilisateur, qu\u2019il s\u2019agisse d\u2019un patient ou du personnel infirmier, doit se connecter \u00e0 la plateforme. Pour cette premi\u00e8re version les comptes ont \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9s en dur dans le code.\u00a0<\/span><\/p>\nR\u00e9alisation\u00a0<\/span><\/h1>\n
<\/h2>\n
1) Mat\u00e9riel\u00a0<\/span><\/h3>\n
\n
\n
\n
2) Bo\u00eete<\/span><\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/hub.imt-atlantique.fr\/fablab\/wp-content\/uploads\/archives\/2023\/12\/fig1.jpeg\")
<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n3) Code<\/span><\/h3>\n
4) \u00c9lectronique\u00a0<\/span><\/h3>\n
\u00a0<\/span>ESP32<\/span> (NodeMCU-32S)<\/span><\/h4>\n
<\/a><\/p>\nLED 8mm<\/span><\/h4>\n
<\/a><\/p>\n\n
\n
Buzzer SV4<\/span><\/h4>\n
<\/a><\/p>\n\n
Moteur pas-\u00e0-pas + driver STP01<\/span><\/h4>\n
<\/a><\/p>\n\n
Sch\u00e9ma des branchements<\/span><\/h4>\n
<\/a><\/p>\n5) Interface Web<\/span><\/h3>\n
Fonctionnalit\u00e9s<\/span><\/h4>\n
<\/h4>\n
Fonctions principales dans le code<\/span><\/h4>\n
D\u00e9monstration d’utilisation de l’interface web<\/span><\/h4>\n