Red de áreas corporales

Una red de área corporal ( BAN ), también conocida como red inalámbrica de área corporal ( WBAN ), red de sensores corporales ( BSN ) o red médica de área corporal ( MBAN ), es una red inalámbrica de dispositivos informáticos portátiles. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} Los dispositivos BAN pueden estar integrados en el cuerpo como implantes o píldoras, ^{[ 6 ]} pueden estar montados en la superficie del cuerpo en una posición fija , o pueden ser dispositivos que los humanos pueden llevar en diferentes posiciones, como en los bolsillos de la ropa, en la mano o en varios bolsos. ^{[ 7 ]}

Los dispositivos se están volviendo más pequeños, especialmente en las redes corporales. Estas redes incluyen múltiples unidades de sensores corporales (BSU) pequeñas y una única unidad central (BCU). ^{[ 8 ]} A pesar de esta tendencia, los dispositivos inteligentes del tamaño de un decímetro (tabletas y tabletas) siguen desempeñando un papel importante. Actúan como concentradores o pasarelas de datos y proporcionan una interfaz de usuario para visualizar y administrar aplicaciones BAN en el lugar.

El desarrollo de la tecnología WBAN comenzó alrededor de 1995 con la idea de utilizar tecnologías de redes de área personal inalámbricas (WPAN) para implementar comunicaciones en, cerca y alrededor del cuerpo humano. Aproximadamente seis años después, el término "BAN" pasó a referirse a sistemas donde la comunicación se realiza completamente dentro, sobre y en la proximidad inmediata de un cuerpo humano. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Un sistema WBAN puede utilizar tecnologías inalámbricas WPAN como pasarelas para alcanzar mayores distancias. Mediante dispositivos de pasarela, es posible conectar los dispositivos portátiles en el cuerpo humano a Internet. De esta manera, los profesionales médicos pueden acceder a los datos del paciente en línea utilizando Internet, independientemente de la ubicación del paciente. ^{[ 11 ]}

El rápido crecimiento de los sensores fisiológicos, los circuitos integrados de bajo consumo y la comunicación inalámbrica ha dado lugar a una nueva generación de redes de sensores inalámbricos , que ahora se utilizan para fines como la monitorización del tráfico, los cultivos, la infraestructura y la salud. El campo de las redes corporales es un área interdisciplinaria que podría permitir una monitorización continua y económica de la salud, con actualizaciones en tiempo real de los historiales médicos a través de Internet. Diversos sensores fisiológicos inteligentes pueden integrarse en una red corporal inalámbrica portátil, que puede utilizarse para la rehabilitación asistida por ordenador o la detección precoz de afecciones médicas. Esta área se basa en la viabilidad de implantar biosensores muy pequeños en el cuerpo humano, que sean cómodos y no interfieran con las actividades cotidianas. Los sensores implantados en el cuerpo humano recopilarán diversos cambios fisiológicos para monitorizar el estado de salud del paciente independientemente de su ubicación. La información se transmitirá de forma inalámbrica a una unidad de procesamiento externa. Este dispositivo transmitirá instantáneamente toda la información en tiempo real a los médicos de todo el mundo. Si se detecta una emergencia, los médicos informarán inmediatamente al paciente a través del sistema informático mediante el envío de mensajes o alarmas apropiadas. Actualmente, el nivel de información disponible y los recursos energéticos para alimentar los sensores son limitados. Si bien la tecnología aún se encuentra en una etapa incipiente, se está investigando ampliamente y, una vez adoptada, se espera que represente un avance revolucionario en el sector de la salud , impulsando conceptos como la telemedicina y la salud móvil (mHealth) .

Se prevé que las primeras aplicaciones de las redes de área corporal (BAN) aparezcan principalmente en el ámbito de la atención sanitaria, especialmente para la monitorización continua y el registro de parámetros vitales de pacientes con enfermedades crónicas como la diabetes , el asma y los infartos .

• Una restricción de movilidad impuesta a un paciente puede alertar al hospital, incluso antes de que sufra un ataque cardíaco, mediante la medición de cambios en sus signos vitales .
• Se prohíbe que un paciente con diabetes se autoadministre insulina mediante una bomba tan pronto como aumenten sus niveles de azúcar en sangre.
• Se puede utilizar un BAN para aprender las transiciones y dinámicas subyacentes del estado de salud de una enfermedad ^{[ 5 ].}

Otras aplicaciones de esta tecnología incluyen el deporte, el ámbito militar y la seguridad. Su extensión a nuevas áreas también podría facilitar la comunicación mediante el intercambio fluido de información entre personas o entre personas y máquinas.

El último estándar internacional para BAN es el estándar IEEE 802.15.6 . ^{[ 12 ]}

Una red de área corporal (BAN) o una red de área corporal (BSN) típica requiere sensores de monitorización de signos vitales , detectores de movimiento (mediante acelerómetros ) para ayudar a identificar la ubicación del individuo monitorizado y algún tipo de comunicación para transmitir las lecturas de signos vitales y movimiento a los profesionales médicos o cuidadores. Un kit típico de red de área corporal consta de sensores, un procesador , un transceptor y una batería . Se han desarrollado sensores fisiológicos, como sensores de ECG y SpO2 . Otros sensores, como un sensor de presión arterial, un sensor de EEG y una PDA para la interfaz BSN, están en desarrollo. ^{[ 13 ]}

Los problemas relacionados con el uso de esta tecnología podrían incluir:

• Calidad de los datos : Los datos generados y recopilados a través de las redes de área corporal (BAN) pueden desempeñar un papel clave en el proceso de atención al paciente. Es esencial que la calidad de estos datos sea de alto nivel para garantizar que las decisiones tomadas se basen en la mejor información posible.
• Gestión de datos : Dado que las BAN generan grandes volúmenes de datos, la necesidad de gestionar y mantener estos conjuntos de datos es de suma importancia. ^{[ 16 ]}
• Validación de sensores : Los dispositivos de detección omnipresentes están sujetos a limitaciones inherentes de comunicación y hardware, como enlaces de red cableados/inalámbricos poco fiables, interferencias y reservas de energía limitadas. Esto puede provocar la transmisión de datos erróneos al usuario final. Es de suma importancia, especialmente en el ámbito sanitario, que todas las lecturas de los sensores se validen. Esto ayuda a reducir la generación de falsas alarmas y a identificar posibles fallos en el diseño del hardware y el software.
• Coherencia de datos : Los datos almacenados en múltiples dispositivos móviles y las notas clínicas inalámbricas deben recopilarse y analizarse de forma integrada. En las redes de área corporal, los conjuntos de datos vitales de los pacientes pueden estar fragmentados en varios nodos y en varios ordenadores o portátiles conectados a la red. Si el dispositivo móvil de un profesional médico no contiene toda la información disponible, la calidad de la atención al paciente puede verse afectada.
• Seguridad : Se requeriría un esfuerzo considerable para que la transmisión de WBAN sea segura y precisa. Se tendría que garantizar que los datos seguros del paciente se deriven únicamente del sistema WBAN dedicado a cada paciente y no se mezclen con los datos de otros pacientes. Además, los datos generados por WBAN deberían tener un acceso seguro y limitado. Aunque la seguridad es una alta prioridad en la mayoría de las redes, se han realizado pocos estudios en esta área para las WBAN. Dado que las WBAN tienen recursos limitados en términos de energía, memoria, velocidad de comunicación y capacidad computacional, las soluciones de seguridad propuestas para otras redes pueden no ser aplicables a las WBAN. La confidencialidad, la autenticación, la integridad y la actualidad de los datos, junto con la disponibilidad y la gestión segura, son los requisitos de seguridad en las WBAN. El estándar IEEE 802.15.6, que es el estándar más reciente para WBAN, intentó proporcionar seguridad en las WBAN. Sin embargo, tiene varios problemas de seguridad. ^{[ 17 ]} Los investigadores han estudiado el uso de seguridad basada en señales fisiológicas para BAN. ^{[ 18 ] [ 19 ]}
• Interoperabilidad : Los sistemas WBAN deben garantizar una transferencia de datos fluida entre estándares como Bluetooth , Zigbee , etc., para promover el intercambio de información y la interacción plug and play de los dispositivos. Además, los sistemas deben ser escalables , asegurar una migración eficiente entre redes y ofrecer conectividad ininterrumpida.
• Dispositivos del sistema : Los sensores utilizados en WBAN deben ser de baja complejidad, de tamaño reducido, ligeros, de bajo consumo energético, fáciles de usar y reconfigurables. Además, los dispositivos de almacenamiento deben facilitar el almacenamiento y la visualización remota de los datos de los pacientes, así como el acceso a herramientas externas de procesamiento y análisis a través de Internet .
• Energía vs. precisión : La política de activación de los sensores debe determinarse para optimizar el equilibrio entre el consumo de energía de la BAN y la probabilidad de una clasificación errónea del estado de salud del paciente. Un mayor consumo de energía suele resultar en observaciones más precisas del estado de salud del paciente y viceversa. ^{[ 20 ]}
• Privacidad : Si las aplicaciones van más allá del uso médico "seguro", la tecnología WBAN podría considerarse una amenaza potencial para la libertad. La aceptación social sería fundamental para que esta tecnología se generalice.
• Interferencia : El enlace inalámbrico utilizado para los sensores corporales debe reducir la interferencia y aumentar la coexistencia de los dispositivos nodos sensores con otros dispositivos de red disponibles en el entorno. Esto es especialmente importante para la implementación a gran escala de sistemas WBAN. ^{[ 9 ] [ 21 ]}
• Costo : Los consumidores actuales esperan soluciones de monitoreo de salud de bajo costo y alta funcionalidad. Las implementaciones de redes de área corporal inalámbricas (WBAN) deberán optimizarse en cuanto a costos para ser alternativas atractivas para los consumidores preocupados por su salud.
• Monitorización constante : Los usuarios pueden requerir diferentes niveles de monitorización; por ejemplo, aquellos con riesgo de isquemia cardíaca pueden querer que sus WBAN funcionen constantemente, mientras que otros con riesgo de caídas solo necesitan que las WBAN los monitoricen mientras caminan o se mueven. El nivel de monitorización influye en la cantidad de energía requerida y en el ciclo de vida de la BAN antes de que se agote la fuente de energía. ^{[ 5 ] [ 20 ]}
• Implementación restringida : La WBAN debe ser portátil, ligera y no intrusiva. No debe alterar ni interferir en las actividades diarias del usuario. En última instancia, la tecnología debe ser transparente para el usuario; es decir, debe realizar sus tareas de monitorización sin que el usuario se dé cuenta.
• Rendimiento constante : El rendimiento de la WBAN debe ser constante. Las mediciones de los sensores deben ser precisas y estar calibradas, incluso cuando la WBAN se apaga y se vuelve a encender. ^{[ 22 ]} Los enlaces inalámbricos deben ser robustos y funcionar en diversos entornos de usuario.

• Recolección de energía
• EnOcean

• Ullah, Sana; Higgins, Henry; Braem, Bart; Latre, Benoit; Blondia, Chris; Moerman, Ingrid ; Saleem, Shahnaz; Rahman, Ziaur y Kwak, Kyung (2010). "Un estudio exhaustivo de las redes inalámbricas de área corporal" . Journal of Medical Systems . 36 (3): 1– 30. doi : 10.1007/s10916-010-9571-3 . hdl : 1854/LU-3234782 . ISSN 0148-5598 . PMID 20721685. S2CID 7988320 .   

• Vídeo de una breve charla del cardiólogo Eric Topol sobre medicina inalámbrica.
• "Salud móvil: conceptos, iniciativas y aplicaciones", primer libro (en portugués) sobre el uso de la tecnología inalámbrica para ayudar en la atención médica.