Сеть по локализации тела

Небольшая компьютерная сеть для подключения устройств вокруг человеческого тела, обычно носимых

A локальных сетей по телу (BAN ), также называемая беспроводной сетью области тела (WBAN), сетью датчиков тела (BSN) или медицинской сетью области тела (MBAN), представляет собой беспроводную сеть носимых вычислительных устройств. Устройства BAN могут быть встроены в тело в виде имплантатов, могут быть закреплены на поверхности тела в фиксированном положении или могут сопровождаться устройствами, которые люди могут носить в различных положениях, например, в карманах одежды, с помощью в руке, либо в различных сумках. Несмотря на то, что существует тенденция к миниатюризации устройств, в частности, сети области тела состоят из нескольких миниатюрных блоков датчиков тела (BSU) вместе с единым центральным блоком корпуса (BCU), большего дециметра (вкладка и панель) размером smart устройства по-прежнему играют важную роль в качестве концентратора данных или шлюза данных и предоставления пользовательского интерфейса для просмотра и управления приложениями BAN на месте. Развитие технологии WBAN началось примерно в 1995 году с идеи использования технологии беспроводной персональной сети (WPAN) для реализации связи на человеческом теле, рядом с ним и вокруг него. Примерно шесть лет спустя термин «БАН» стал обозначать системы, в которых общение осуществляется полностью внутри человеческого тела, внутри него и в непосредственной близости от него. Система WBAN может использовать беспроводные технологии WPAN в качестве шлюзов для увеличения дальности действия. Через шлюзовые устройства можно подключить носимые устройства на теле человека к Интернету. Таким образом, медицинские работники могут получить доступ к данным пациента в режиме онлайн через Интернет независимо от местонахождения пациента.

• 1 Концепция
• 2 Приложения
• 3 Стандарты
• 4 Компоненты
  • 4.1 Беспроводная связь в США
• 5 Проблемы
• 6 См. также
• 7 Ссылки
• 8 Дополнительная литература
• 9 Внешние ссылки

Быстрый рост физиологических сенсоров, маломощных интегральные схемы и беспроводная связь позволили создать новое поколение беспроводных сенсорных сетей, которые теперь используются для таких целей, как мониторинг трафика, сельскохозяйственных культур, инфраструктуры и здоровья. Область телесной сети - это междисциплинарная область, которая может обеспечить недорогой и непрерывный мониторинг состояния здоровья с обновлением медицинских записей в реальном времени через Интернет. Ряд интеллектуальных физиологических датчиков можно интегрировать в носимую беспроводную сеть на теле, которая может использоваться для компьютерной реабилитации или раннего обнаружения заболеваний. Эта область зависит от возможности имплантации в человеческое тело очень маленьких биосенсоров, которые удобны и не нарушают нормальную деятельность. Имплантированные в человеческое тело датчики будут собирать различные физиологические изменения, чтобы отслеживать состояние здоровья пациента независимо от их местонахождения. Информация будет передаваться по беспроводной сети на внешний процессор. Это устройство будет мгновенно передавать всю информацию в реальном времени врачам по всему миру. При обнаружении чрезвычайной ситуации врачи немедленно сообщают пациенту через компьютерную систему, отправляя соответствующие сообщения или сигналы тревоги. В настоящее время уровень предоставляемой информации и энергоресурсов, обеспечивающих питание датчиков, ограничен. Хотя технология все еще находится на своей примитивной стадии, она широко исследуется и, как ожидается, станет прорывным изобретением в здравоохранении, которое приведет к таким концепциям, как телемедицина и mHealth. становится реальным.

Ожидается, что начальные приложения BAN появятся в основном в сфере здравоохранения, особенно для непрерывного мониторинга и регистрации жизненно важных параметров пациентов, страдающих хроническими заболеваниями, такими как диабет, астма и сердечные приступы.

• Запрет на пациента может предупредить больницу, даже до того, как у него случится сердечный приступ, путем измерения изменений в их жизненно важные функции.
• BAN для пациента с диабетом может автоматически вводить инсулин через помпу, как только его уровень инсулина снижается.
• BAN может использоваться для изучения основных изменений состояния здоровья и динамика заболевания

Другие применения этой технологии включают спорт, военное дело или безопасность. Распространение технологии на новые области также может способствовать общению посредством беспрепятственного обмена информацией между людьми или между людьми и машинами.

Последним международным стандартом для BAN является стандарт IEEE 802.15.6.

Типичный BAN или BSN требует мониторинга показателей жизнедеятельности датчиков, детекторов движения (через акселерометров ) для определения местонахождения наблюдаемого человека и некоторой формы связи для передачи показателей жизненно важных функций и показаний движения практикующим врачам или воспитатели. Типичный сетевой комплект для тела состоит из датчиков, процессора, приемопередатчика и батареи. Были разработаны физиологические датчики, такие как датчики ЭКГ и SpO2. Другие датчики, такие как датчик артериального давления, датчик EEG и КПК для интерфейса BSN, находятся в стадии разработки.

Беспроводная связь в США

FCC утвердила выделение полосы частот 40 МГц для маломощных широкозонных радиоканалов с ограниченным доступом в медицинских целях в диапазоне 2360–2400 МГц. Это позволит разгрузить связь MBAN из уже насыщенного стандартного спектра Wi-Fi в стандартный диапазон.

Диапазон частот 2360–2390 МГц доступен на вторичной основе. FCC расширит существующую службу радиосвязи медицинских устройств (MedRadio) в Части 95 своих правил. Устройства MBAN, использующие этот диапазон, будут работать по принципу «лицензия за правилом», что устраняет необходимость подавать заявки на получение индивидуальных лицензий на передатчик. Использование частот 2360–2390 МГц ограничено работой внутри помещений в медицинских учреждениях и подлежит регистрации и утверждению на месте координаторами для защиты первичного использования авиационной телеметрии. Работа в диапазоне 2390–2400 МГц не подлежит регистрации или координации и может использоваться во всех областях, включая жилую.

Проблемы с использованием этой технологии могут включать:

• Качество данных : данные, созданные и собранные через BAN, могут сыграть ключевую роль в процессе лечения пациентов. Очень важно, чтобы качество этих данных соответствовало высоким стандартам, чтобы гарантировать, что принимаемые решения основаны на максимально возможной информации
• Управление данными : поскольку BAN генерируют большие объемы данных, необходимость управления и обслуживания эти наборы данных имеют первостепенное значение.
• Проверка сенсора : Широко распространенные сенсорные устройства подвержены внутренним ограничениям связи и оборудования, включая ненадежные проводные / беспроводные сетевые соединения, помехи и ограниченные резервы мощности. Это может привести к передаче конечному пользователю ошибочных наборов данных. Крайне важно, особенно в сфере здравоохранения, чтобы все показания датчиков подтверждались. Это помогает снизить количество ложных тревог и выявить возможные слабые места в конструкции аппаратного и программного обеспечения.
• Согласованность данных : данные, хранящиеся на нескольких мобильных устройствах, и записи о пациентах по беспроводной связи необходимо собирать и анализировать без проблем. Внутри компьютерных сетей жизненно важные наборы данных о пациентах могут быть фрагментированы по ряду узлов и по ряду подключенных к сети компьютеров или ноутбуков. Если мобильное устройство практикующего врача не содержит всей известной информации, качество ухода за пациентом может ухудшиться.
• Безопасность : Потребуются значительные усилия, чтобы сделать передачу WBAN безопасной и точной. Необходимо убедиться, что «безопасные» данные пациента получаются только из выделенной системы WBAN каждого пациента и не смешиваются с данными других пациентов. Кроме того, данные, сгенерированные из WBAN, должны иметь безопасный и ограниченный доступ. Хотя безопасность является приоритетом в большинстве сетей, для сетей WBAN в этой области было проведено мало исследований. Поскольку WBAN ограничены в ресурсах с точки зрения мощности, памяти, скорости передачи данных и вычислительных возможностей, решения безопасности, предложенные для других сетей, могут быть неприменимы к WBAN. Конфиденциальность, аутентификация, целостность и свежесть данных вместе с доступностью и безопасным управлением являются требованиями безопасности в WBAN. Стандарт IEEE 802.15.6, который является последним стандартом для WBAN, пытался обеспечить безопасность в WBAN. Однако у него есть несколько проблем с безопасностью.
• Взаимодействие : системы WBAN должны обеспечивать беспроблемную передачу данных по таким стандартам, как Bluetooth, ZigBee и т.п. для содействия обмену информацией, подключи и играй устройства. Кроме того, системы должны быть масштабируемыми, обеспечивать эффективную миграцию между сетями и обеспечивать бесперебойную связь.
• Системные устройства : датчики, используемые в WBAN, должны быть невысокими по сложности, небольшими по размеру. форм-фактор, легкий вес, энергоэффективность, простота использования и возможность изменения конфигурации. Кроме того, устройства хранения должны обеспечивать удаленное хранение и просмотр данных пациента, а также доступ к внешним инструментам обработки и анализа через Интернет.
• Энергия и точность : политика активации датчиков должна быть определена так, чтобы оптимизация компромисса между энергопотреблением BAN и вероятностью неправильной классификации состояния здоровья пациента. Высокое энергопотребление часто приводит к более точным наблюдениям за состоянием здоровья пациента и наоборот.
• Вторжение в личную жизнь : люди могут рассматривать технологию WBAN как потенциальную угрозу свободе, если приложения выходят за рамки «безопасного» медицинского обслуживания. Применение. Общественное признание будет ключом к тому, чтобы эта технология нашла более широкое применение.
• Помехи : Беспроводная связь, используемая для датчиков тела, должна уменьшить помехи и увеличить сосуществование узловых сенсорных устройств с другими сетевыми устройствами, доступными в среде. Это особенно важно для крупномасштабного внедрения систем WBAN.
• Стоимость : Сегодняшние потребители ожидают недорогих решений для мониторинга состояния, которые обеспечивают высокую функциональность. Реализация WBAN должна быть оптимизирована по стоимости, чтобы быть привлекательной альтернативой для потребителей, заботящихся о своем здоровье.
• Постоянный мониторинг : пользователям могут потребоваться различные уровни мониторинга, например, тем, кто подвержен риску сердечной ишемии, может потребоваться, чтобы их WBAN функционировали постоянно, в то время как другим, подверженным риску падений, могут потребоваться только WBAN для наблюдения за ними во время ходьбы или движения. Уровень мониторинга влияет на количество необходимой энергии и жизненный цикл BAN, прежде чем источник энергии будет исчерпан.
• Ограниченное развертывание : WBAN должен быть носимым, легким и ненавязчивым. Он не должен изменять или затруднять повседневную деятельность пользователя. В конечном итоге технология должна быть прозрачной для пользователя, т.е. она должна выполнять свои задачи по мониторингу без ведома пользователя.
• Постоянная производительность : Производительность WBAN должна быть согласованной. Измерения датчика должны быть точными и откалиброванными, даже если WBAN выключен и снова включен. Беспроводные каналы должны быть надежными и работать в различных пользовательских средах.

• IEEE 802.15.6
• Сбор энергии
• EnOcean
• Безопасность на основе физиологических сигналов

• Уллах, Сана; Хиггинс, Генри; Брем, Барт; Латре, Бенуа; Блондиа, Крис; Моэрман, Ингрид; Салим, Шахназ; Рахман, Зиаур и Квак, Кён (2010). «Комплексное исследование беспроводных телесетей». Журнал медицинских систем. 36 (3): 1–30. DOI : 10.1007 / s10916-010-9571-3. HDL : 1854 / LU-3234782. ISSN 0148-5598. PMID 20721685.

• Видео короткого выступления кардиолога Эрика Тополя о беспроводной медицине
• «Мобильное здравоохранение: концепции, инициативы и приложения», первая книга (на португальском языке) об использовании беспроводной технологии для помощи в сфере здравоохранения