design and develop an android application for virtual ...

2 downloads 46067 Views 260KB Size Report
to develop an application in android platform, a virtual E-. Medic system for screening breast cancer in its early stage, before proceeding for further tests, which ...
WAIMS© World Academy of Informatics and Management Sciences, Vol 2 Issue 5, August‐September 2013  ISSN (online):2278‐1315  www.waims.co.in 

DESIGN AND DEVELOP AN ANDROID APPLICATION FOR VIRTUAL E‐MEDIC  SYSTEM FOR SELF SCREENING OF BREAST CANCER  G.B.Anuradha, Joseph George, Dr.M.Madiajagan  Bits Pilani‐Dubai,Dubai International Academic City, Dubai.  ABSTRACT:  Design  and  develop  an  architectural  model  for  implementing a Virtual E‐Medic system for BSE (Breast Self  Examination)  in  the  early  stage  to  rule  out  the  possibility  or  to  go  for  further  tests  and  treatment.  A  prototype  model  can  be  developed  and  the  design  shall  be  implemented  in  a  real‐time  environment.  The  application  will prompt the user  to  enter the symptoms after  the self  examination  on  a  particular  day  of  every  month  in  the  device  such  as  a  smart  phone  or  a  gadget,  if  any  noticeable  changes  are  discovered  the  application  will  analyze  and  display  the  results  and  for  the  possibility  of  breast  cancer  symptoms  and  notify  the  user  for  further  clinical examination. The results  can  also be stored  in the  local  database.  The  Pictures  of  the  skin  samples  are  analyzed  and  changes  or  abnormalities  are  detected  and  notified  to  the  user.  This  Architectural  model  can  be  implemented  in  android  OS  environment  as  if  offers  advantages  such  as  open  source,  multitasking,  custom  Firmware and upgradable OS.  Keywords: BSE, Custom Firmware, Virtual E‐medic, BYOD 

I.

potential  risk  which  can  spread  to  the  other  parts  of  the  body  if  left  unattended  or  moreover  not  detected  early.  To  achieve  this  process,  BSE  is  an  important  factor.  Not  every  cancer  is  detected  through  this  way,  but  becomes  an  important  factor  in  early  detection.  According  to  Breastcancer.org BSE is a useful and essential tool in early  detection  in  lowering  the  risk  and  also  increases  the  chance of surviving the disease [1]. 

II. TIPS ON BSE: Examine the breasts once a month likely in a day which is 7-8 days after the periods end. • Look for some unusual lumps or thickening of skin in the upper, lower or the under arm area of the breast. • A change in the size, shape, or contour of the breast • • •

INTRODUCTION

Breast cancer affects one in eight women and is termed as  the  most  common  cause  of  death  among  women.  Early  breast  cancer  is  usually  asymptomatic  without  pain  and  discomfort.  Mostly  women  try  to  ignore  the  early  symptoms  and  it  becomes  difficult  and  nearly  impossible  to  cure  at  later  stages.  In  this  tech‐  savvy  world  smart  phones are indispensible part of our lives which makes the  routine  tasks  very  simple  and  saves  lot  of  time  and  effort[6]. Especially smart phones with android OS gives a  great  platform  for  creating  apps  and  also  it  is  an  open  market for distributing them instantly. This analysis led me  to develop an application in android platform, a virtual E‐ Medic  system  for  screening  breast  cancer  in  its  early  stage,  before  proceeding  for  further  tests,  which  will  greatly help women in early detection which is the key for  recovery.  Breast  cancer  is  a  tumor  which  is  malignant  which  is  caused  by  the  abnormal  growth  of  cells.  The  tumor can be benign which is not dangerous or it can be a 

• •

A mass or lump, which may feel as small as a pea  A marble‐like area under the skin  A change in the feel or appearance of the skin on  the breast or nipple (dimpled, puckered, scaly, or  inflamed)  Bloody or clear fluid discharge from the nipples  Redness of the skin on the breast or nipple 

The BSE shall begin at the age of 20 and should be  carried out every month on the same day [6]. 

III.

TRENDS IN MOBILE COMPUTING

As mobile applications are part of life due to the concept  of  Bring  Your  Own  Device  (BYOD)  trend,  all  day  to  day  applications  involve  mobile  computing.  In  addition,  these  mobile  application  strategies  will  be  integrated  into  existing  devices  which  will  create  efficient,  unified  and  user  friendly  approach  to  manage  tasks.  Mobile  computing  has  affected  our  day  to  day  routines  Signifi‐ cantly,  people    check  and  respond  to  emails  more  often  the mobile phones than on  other  devices.  To list a few 

World Academy of Informatics and Management Sciences                                                                                              www.waims.co.in                          

 

894

WAIMS© World Academy of Informatics and Management Sciences, Vol 2 Issue 5, August‐September 2013  ISSN (online):2278‐1315  www.waims.co.in 

advantages and benefits of smart phones which uses this  mobile computing are as follows  • Make task or to‐do lists  • Monitor appointments and set reminders  • Save contact information  • Use the built‐in calculator for simple math as  well as scientific applications  • Send or receive e‐mail with /without  attachments  • Play games   • Get information (news, entertainment, stock  information, weather reports) from the  Internet  • Watch videos online channels  • Send and receive text messages  • Integrate other devices such as PDAs, MP3  players and GPS receivers  • Take pictures and share them  • Record voice messages  • Record videos  • Transfer and receive files using Bluetooth,  GPRS or other forms of technology  • Create presentations for official purpose etc.  It  is  very  clear  from  the  above  advantages  that  the  conventional  mobile  phone  which  were  used  for  calling  and  texting  purpose  is  replaced  with  the  smart  phones  and  the  market  analysis  clearly  shows  the  transfer  from  the conventional cell phones to smart phones which uses  the tends of mobile computing. 

IV.

IDENTIFYING THE CHALLENGES AND OPENISSUES

Breast  cancer  accounts  for  19‐34%  of  all  cancer  cases  among  women.  There  is  high  mortality  due  to  late  stage  diagnosis as patients usually present at an advanced stage  because  of  lack  of  awareness  and  nonexistent  breast  cancer  screening  programs.  Early  detection  and  prompt  treatment offer the greatest chance of long‐term survival  and breast self‐examination (BSE) seems to be a important  viable  optional  substitute  for  early  detection  of  cancer.  Fact  Most  women  tend  to  ignore  the  importance  of  self  examination due to lack of awareness, time constraint due  to  day  to  day  busy  schedule  and  some  other  known  and  unknown  factors  [1].  The  purpose  of  BSE  is  to  learn  the  topography  of  the  breast  and  regular  examination  will 

prompt  the  user  to  know  the  changes  and  localize  the  changes  for  further  treatment.  In  this  report  I  have  discussed  the  wide  usage  and  the  popularity  of  Android  OS  based  devices  which  can  be  used  to  develop  an  application  which  will  help  in  the  regular  monitoring  and  screening of the breast cancer. A multimedia application is  not  in  use  now  which  can  be  developed  through  this  platform.  The  application  includes  a  useful  video  with  advice  for  self  examination  for  early  detection  of  breast  cancer  at  home.  This  may  include  the  features  of  a  remainder  on  the  particular  day  of  every  month,  an  explanatory  video,  a  facility  tosend  email  to  get  expert  advice,  Informative  text  about  breast  cancer  in  general  which can have the symptoms and other common factors.  This  application  can  offer  health  information  for  general  educational and informational purposes only. It will guide  the user to perform regular checkup and keep them in the  loop  which  the  studies  stated  as  an  important  and  vital  step in reducing the death rate due to breast cancer. The  application  of  the  self  examination  methods  does  not  replace  the  examination  by  a  breast  cancer  specialist[3].  But  this  application  will  guide  the  user  to  go  for  further  tests and take medical help or to confirm the user is in the  safe  zone.  Also  the  application  will  provide  the  List  of  oncology  centers  in  the  region  and  help  to  fix  up  an  appointment with the available centers.  The  UAE  government  is  predicting  95%  of  the  total  population  to  use  smart  phones  by  the  end  of  2013,  and  trying to renew the emirates id through the smart phone  applications.  This  clearly  shows  where  the  world  is  heading to,. So the technology can be used for the biggest  problem  of  self  examination  which  is  the  main  and  basic  step of Breast cancer treatment which  is the vital step in  curing the disease.  The  application  which  I  intend  to  develop  in  android  OS  platform can be used in smart phones, tablets and laptops  which use the Android platform, because of the flexibility  of this operating system. 

V.

ADVANTAGES OF ANDROID OS

Android  is  a  Linux‐based  operating  system  for  mobile  phones  such  as  smart  phones  and  tablet  computers. Android  provides  an  open  platform  for  developers  to  create  their  own  applications  for  use  by  a  variety  ofmobile  devices. Initially  it  was  developed  by  android  Inc,  but  later  backed  up  by  Google.  In  2007  Android founded open handset alliance (OHA), which is a  consortium of hardware, software and the open standard 

World Academy of Informatics and Management Sciences                                                                                              www.waims.co.in                          

 

895

WAIMS© World Academy of Informatics and Management Sciences, Vol 2 Issue 5, August‐September 2013  ISSN (online):2278‐1315  www.waims.co.in 

for  mobile  devices.  I  shall  discuss  in  this  section  the  justification of selecting android OS.  Open Source: Since the system is open, it allows the users  to create their own applications without much hassle.  GoogleAccount  Synchronization: The  Android  OS  is  synchronized  with  Google  account  and  all  the  apps  are  accessible through the Google account.   Wi‐Fi  &  GPS: The  Android  OS  allows  easy  Wi‐Fi  and  GPS  compatibility  which  is  essential  for  using  the  applications  built on that.   Multitasking: Android  OS  like  other  operating  systems  allow  multitasking  which  allows  users  to  open  multiple  applications  simultaneously  which  is  essential  and  desirable feature of any user.  Touch Screen Facility: The Android OS allows the facility of  touch screen interface which is used widely in any device  such as tablet, smart phones and laptops.  Multiple Versions: All applications which the users wish to  develop is accommodated by different versions of Android  OS.  Upgradeable OS: Android  OS can we upgrade  to a  newer  version  via  OTA(  Over  The  Air)  directly  from  the  mobile  phone .  Custom Firmware(CFW): Since is an open source OS , the  user  can  find  a  custom  Firmware,  that  is  the  original  Firmware  can  be  still  edited  to  improve  the  existing  performance CFW is a very popular feature.  Apart from the above obvious benefits a few more to list  are  from  the  development  point  of  view  it  is  much  more  flexible  than  any  other  Operating  system  which  is  based  on  UNIX  kernel  and  with  Java  support.  It  has  also  got  a  very good developer support.  VI.ARCHITECTURAL BLOCK DIAGRAM OF THE SUGGESTEDAPPLICATION

            Fig 1: Architectural Block Diagram 

The  user  will  have  the  application  in  his  smart  phone  or  any  other  gadget  which  is  using  android  platform.  The  application  will  give  a  remainder  on  a  particular  date  of  the  month  for  the  user  according  to  the  menstrual  cycle  entered. When it prompts the user to do the Breast Self‐ Examination.  If  required  the  user  can  view  the  video  clip  which  is  played  by  the  application  which  will  explain  the  step  by  step  process  or  in  the  other  words  the  methodology  of  performing  the  BSE.  The  user  will  follow  the  steps  and  do  the  self‐Examination  process  and  enter  the  results  in  a  user  Interface  Screen  which  will  ask  the  user  to  fill  in  the  observations  on  BSE  on  that  particular  date. The application will enter the details in the database  on date wise. After this process the application will ask the  details  of  the  vital  body  signs.  The  user  can  use  a  customized  wearable  jacket  which  will  have  sensors  for  measuring  the  body  temperature,  Blood  Pressure  and  Pulse  rate.  From  the  results  displayed  on  the  monitor  of  the wearable jacket the user will enter the same results on  the user interface of the application. This data will also be  stored in the database which is in the device.   In  the  wearable  jacket  we  can  have  pervasive  elements  which  will  allow  the  user  to  perform  the  above  tasks  which are as follows. Temperature sensor, Blood Pressure  monitor  and  a  band  to  monitor  the  pulse  rate  continuously.   Wearable Jacket:  Wearable  jackets  are  part  of  Wearable  computing  facilitates  which  is  a  form  of  computer  interface  with  human  beings.  It  is  a  small  body  worn  computer  (processor) customized one which is always ready to use. It  works  with  the  help  of  sensors  and  actuators.  The  device  can  be  customized  by  the  user  to  serve  his  necessities.    It  can  get  connected  to  any  of  the  servers  or  it  can  just  measure the  readings of the vital body signs at any point  in time [5].Once the user enters the vital signs of the body  the  next  thing  the  application  will  prompt  is  to  take  pictures of the skin using the camera of the same device.  The user will upload pictures of the skin of the breast on  to the database, and each time the picture is uploaded the  database  will  ask  for  a  password  to  store  the  image  as  other than the user no one else will be able to access the  images for security and ethical reasons. After this process  the  user  will  be  prompted  to  enter  the  results  of  neutropenia test results.  Neutrogena is a disorder of the blood, with low levels of a  special type of cell called the neutrophil.There are 2 kinds  of cells in the blood which are the major ones among the 

World Academy of Informatics and Management Sciences                                                                                              www.waims.co.in                          

 

896

WAIMS© World Academy of Informatics and Management Sciences, Vol 2 Issue 5, August‐September 2013  ISSN (online):2278‐1315  www.waims.co.in 

multiple  ones.  The  white  blood  cell  which  is  used  to  destroy  the  decease  causing  bacteria’s  in  the  blood  is  called  a  neutophil.  It  is  lowered  beyond  a  particular  level  that will lead to many major infections which will show so  many symptoms. The common infections are as follows  High Temperature  Sweating and extreme chills   Mouth Ulcers, tooth pain and throat related problems.  • Body Pain  • Frequent Urination tendency  • Diarrhea  and loss of appetite  When  the  application  asks  the  user  to  enter  results  on  Neutrogena  tests  the  user  will  test  the  blood  and  enter  the readings on RBC, WBC and the blood sugar level both  in  random  and  fasting.  After  the  results  are  entered  the  application  will  process  the  datas  which  are  entered  and  store  the  data  date  wise  in  the  database.    Any  variation  from  the  previous  data  entered  will  be  considered  and  also the comparison with the ideal data which is stored in  the application will be done and it will notify the user. The  application will also email the doctor of the user all these  details and initiate communication between the user and  the  doctor.  The  same  process  will  be  repeated  every  month on the same day so the risk of not detecting Breast  cancer  in  the  early  stage  will  be  reduced  considerably  which is the main key of curing the decease. 

VII.RESEARCH ELEMENT As  per  the  Inflammatory  Breast  Cancer  Research  Foundation due to the block of lymph nodes there will be  redness, warmth and swelling can be found on it. Swollen  lymph nodes can be found under arms as the blockage will  be there also. I am considering this fact to be added to the  initial  screening  process  of  Breast  cancer  in  my  application. The camera in the device can be used to take  the picture of that area and store it in the application with  a  password  as  the  images  will  get  saves  automatically  in  the  picture  library.  These  images  are  sensitive  data  and  need  not  get  leaked,  for  that  purpose  it  can  be  secured  with a password.  The  Image  can  be  analyzed  with  the  previously  stored  ideal  image.  According  to  scientific  findings    the  nature  and  texture  of  the  skin  will  vary  according  to  the  nationality and ethnicity. So Different types of ideal skin of  different  ethnicity  can  be  stored  in  the  database  for  analysis. Further the skin image which is uploaded by the  user  will  be  compared  by  the  software  with  the  existing  database and the discrepancies will be calculated and the  user  will  be  intimated  accordingly.  A  Image  analysis  tool 

can be developed for this purpose to detect the image by  size, shape, color and any other criteria which is defined.   The image can be analyzed for Thickness, nodularity, size,  porosity, change in colour and other needs.  

VIII.CONCLUSION AND FUTURE DIRECTIONS In  this  report  I  have  covered  the  tips  of  breast  self‐ examination and the importance of BSE. The flexibility and  the  benefits  of  Android  OS  are  also  clearly  discussed.  There  is  a  lack  of  application  in  this  platform  which  enables the user in an effective way to perform the breast  self‐examination  procedure  as  a  routine  which  is  the  key  of  early  detection  which  plays  an  important  role  in  the  survival.  This  Architecture  can  be  developed  and  implemented in smart phones, tablets or any other device.  The  complete  prototype  (working  model)  of  the  application  can  be  developed  and  implemented.  Also  the  research  aspect  which  is  discussed  above  can  be  incorporated  in  the  prototype  and  the  results  will  be  provided to the user. The appropriate software which can  satisfy all the above mentioned criteria’s shall be selected  for  development  of  this  application  according  to  the  convenience of the developer. 

IX.REFERENCES [1]  Holtzman,D.;Celentano,D.D”  The  practice  and  efficiency of Breast self‐examination:a critical review”. AM  j Public health, Vol 73 1983, P 1234‐1236.  [2]  Michael  S.  O'Malley;    Suzanne  W.  Fletcher  “Screening  for  Breast  cancerwith  Breast  self  examination  A  critical  Review “TheJournal of the American Medical Association,  Vol 257, No 16, 1987 , p 2196‐2203    [3]  Joann  G.  Elmore  ;  Katrina  Armstrong  ;  Constance  D.  Lehman  ;  Suzanne  W.  Fletcher,  “Screening  for  Breast  Cancer” The Journal of the American Medical Association,  Vol 293, No 10, 2005 , p 1245‐1256    [4]  Chao‐Tung  Yang;  Yen‐Yu‐Chu;  Shvh‐ChangTsaur;  “Implementation  of  a  Medical  Information  Service  on  Android  mobile  Devices”  New  Trends  in  Information  Science and Service Science (NISS), 2010 4th International  Conference 11th‐13th may 2010, P 72‐77  [5]  MadiajaganMuthaiyan;  NehaGoel;  Deepti  Sunder  Prakash,”  Virtual  E‐Medic  :  a  cloud  based  medical  aid”,  World Academy of Science , Engineering and Technology,  2012, p 71  [6]  Breast  Awareness  and  self  Exam  (2013).  Revised  7/25  /2000[online].Available:  http://  www.  cancer.org/cancer/breastcancer/moreinformation/breastc

World Academy of Informatics and Management Sciences                                                                                              www.waims.co.in                          

 

897

WAIMS© World Academy of Informatics and Management Sciences, Vol 2 Issue 5, August‐September 2013  ISSN (online):2278‐1315  www.waims.co.in 

                                                                 

ancerearlydetection/breast‐cancer‐early‐detection‐acs‐ recs‐bse 

X. AUTHORS INFORMATION Anuradha.G.B  is    currently  working  with  Tele‐ apps  Middle  East  as  Senior  Systems  Analyst.  She is Pursuing her M.E In software systems in  Bits  Pilani‐  Dubai.  She  completed  her   Bachelors  in  Engineering  in  Computer  science  and  Engineering from Bharathidasan University. She has also 4  years of teaching experience at the university level.  Joseph George is working with the Ministry of  Health, UAE. He is heading the IT department  of  Rashid  Centre  for  Diabetes  and  Research,  which  is  the  national  reference  center  for  Diabetes  and  Obesity  treatment  and  research  in  the  UAE.  He  has  a  Masters  Degree  in  IT  and  various  Professional  IT  certifications.  Currently  he  is  persuing  his  second  Masters  degree  in  Engineering,  from  BITS  Pilani  ‐  Dubai.  His  areas  of  research  interests  are  Image  Processing and Business Intelligence.  Madiajagan  MUTHAIYAN  holds  a  Ph.D.  in  Computer  Science  from  BITS  Pilani,  (Raj),  India   and  M.S  in  Software  Systems  from  BITS,  Pilani  (Raj),  India.  He  has  18  years  of  College  /  University  teaching  experience  and  2  years  as  a  Senior  System  Analyst  in  Blue  Chip  Software  Company,  India  .  Presently,  he  is  working  as  Professor  In‐Charge  Information  Communication  Technology  Department  of  Computer  Science  at  BITS  Pilani,  Dubai  Campus,  Dubai,  United  Arab  Emirates.  His  areas  of  interest  include  Cloud  Computing,  Component  Based  Software  Engineering,  Distributed Database Systems, Software Architecture, and  Theory  of  Computation.  He  is  a  Professional  member  of  Professional  bodies  ACM,  World  Enformatica  Society  and  Computer Society of India. 

       

World Academy of Informatics and Management Sciences                                                                                              www.waims.co.in                          

 

898

Suggest Documents