اینترنت اشیا (IoT) نقشی حیاتی در حوزه مراقبت های بهداشتی ایفا می کند. توسعه حسگرهای هوشمند، دستگاه‌های هوشمند، پروتکل‌های ارتباطی سبک‌وزن پیشرفته، امکان اتصال وسایل پزشکی را برای نظارت بر سیگنال‌های زیست‌پزشکی و تشخیص بیماری‌های بیماران بدون دخالت انسان فراهم کرد و به آن اینترنت اشیاء پزشکی (IoMT) می‌گویند. این بلاگ مروری بر مراقبت‌های بهداشتی از راه دور مبتنی بر اینترنت اشیاء پزشکی، ردیابی حسگرهای قابل بلع، سلامت دیجیتال، بیمارستان‌های هوشمند، بهبود درمان بیماری‌های مزمن را به تصویر می‌کشد.

 

اینترنت اشیاء پزشکی چیست؟

سلامتی یک انسان برای داشتن یک زندگی آرام و موفق بسیار مهم است. طبق تعریف سازمان جهانی بهداشت (WHO)، سلامتی حالتی از آمادگی جسمانی و روانی است که در غیاب بیماری ها و ناتوانی ها وجود داشته باشد. مراقبت های بهداشتی فرآیند حفظ یا بهبود سلامت با کمک پیشگیری، تشخیص، درمان بیماری و آسیب است. اکثر مراقبت‌های بهداشتی مرسوم از مدیریت دستی و نگهداری داده‌های دموگرافیک بیمار، تاریخچه بیماری، تشخیص، دارو، صورت‌حساب، نگهداری انبار دارو استفاده می‌کنند که منجر به خطاهای انسانی می‌شود و بیماران را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مراقبت‌های بهداشتی هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا (IoT) بر خطاهای انسانی غلبه می‌کند و به پزشک کمک می‌کند تا با اتصال همه دستگاه‌های نظارت بر پارامترهای حیاتی روی یک شبکه با یک سیستم پشتیبانی هوشمند، بیماری‌ها را راحت‌تر و دقیق‌تر تشخیص دهد. اشیاء پزشکی که امکان انتقال داده ها را از طریق شبکه بدون نیاز به تعامل انسان با انسان یا انسان با رایانه دارند، اینترنت اشیاء پزشکی (IoMT) نامیده می شوند.

بر اساس گزارش شرکت تحقیقاتی مشاوره‌ای گارتنر، تا سال 2020، 20.4 میلیارد شئ به اینترنت متصل خواهد شد. همچنین، بازار جهانی اینترنت اشیا از 655.8 میلیارد دلار در سال 2014 با نرخ سالانه 16.9 درصد، تا سال 2020 به 1.7 تریلیون دلار خواهد رسید. این مقدار قابل توجه درآمد شامل توسعه پلتفرم های IoMT نیز می شود. پلتفرم IoMT یک سیستم هوشمند است که عمدتاً شامل حسگرها و مدارهای الکترونیکی برای دریافت سیگنال‌های زیست‌پزشکی از بیمار، واحد پردازش برای پردازش سیگنال‌های زیست پزشکی، یک دستگاه شبکه برای انتقال داده‌های زیست پزشکی از طریق شبکه، یک واحد ذخیره‌سازی موقت یا دائمی است.

 

نظارت بر سلامت از راه دور با استفاده از IoMT

سیستم‌های مانیتورینگ از راه دور مرسوم به دلیل اندازه ماژول‌های متصل به بدنه و شارژ یا تعویض مکرر باتری‌ها باعث ناراحتی بیماران می‌شوند. انقلاب IoMT، با توسعه دستگاه‌های فشرده، کم مصرف و پروتکل‌های ارتباطی سبک، مشکلات فوق‌الذکر را حل می‌کند. سیستم نظارت بر سلامت از راه دور عمدتاً از یک واحد نظارت قابل حمل بیمار (PPMU) در خانه بیمار یا در وسایل نقلیه خدمات پزشکی اورژانس و نظارت در زمان واقعی با یک سیستم پشتیبانی مرکزی در بیمارستان تشکیل شده است. واحد مانیتورینگ قابل حمل بیمار عمدتاً متشکل از حسگرها و مدارهای الکترونیکی است که قادر به دریافت پارامترهای حیاتی مانند ضربان قلب، تعداد تنفس، فشار خون سیستولیک، فشار خون دیاستولیک، دمای بدن، شاخص توده بدن و … است. وضعیت بیمار را می توان با استفاده از یک رابط کاربری گرافیکی مشاهده کرد.

نظارت بر قلب یکی از مهمترین عوامل در نظارت هستند زیرا علائم حیاتی اندازه گیری شده می تواند بسیاری از بیماری های پنهان مانند آریتمی را نشان دهد. عموماً الکترودهای ECG برای اندازه‌گیری سیگنال‌های فیزیولوژیکی به قفسه سینه بیماران متصل می‌شود و پس از ایجاد سیگنال، دیجیتالی‌سازی و دسته‌بندی مورد نیاز، علائم حیاتی به سرور مرکزی ارسال می‌شود. سرور ممکن است یک سرور راه دور در بیمارستان یا یک سرور مبتنی بر ابر باشد. یک برنامه موبایل یا یک صفحه وب طراحی خواهد شد تا به عنوان رابط کاربری گرافیکی بین پزشکان و سرور عمل کند. پزشک می تواند وضعیت بیماران را در زمان واقعی مشاهده کند و می تواند بر اساس آن اقدام کند.

کاربردهای IoMT در نظارت بر سیگنال های مغزی و عصبی آسایش زیادی را برای بیماران مبتلا به بیماری هایی مانند صرع، آلزایمر، زوال عقل، سکته مغزی و پارکینسون و … ایجاد کرد. جدای از این، سیستم های مبتنی بر اینترنت اشیا برای نظارت بر رفتار توسعه یافته اند. حسگرهایی که برای اکتساب استفاده می شوند یا مبتنی بر تماس هستند یا بدون تماس. سنسورهای EEG، ساعت‌های مچی با چند حسگر یکپارچه، حسگرهای زیستی آلفا آمیلاز بزاقی، کینکت با تشخیص حرکت، دوربین‌ها، سنسورهای Plugwise و غیره سنسورهای متداول مورد استفاده در دریافت سیگنال هستند. 

به طور کلی، بیمارانی که از مشکلات دیابت رنج می برند، باید مرتباً سطح گلوکز خود را بررسی کنند تا مطمئن شوند که رژیم غذایی آنها مناسب است و سطح گلوکز آنها تحت کنترل است. دستگاه های زیادی در بازار موجود است تا امکان یافتن سطح گلوکز را از خانه خود بیمار فراهم کند. اما، آنها یک نظارت در زمان واقعی با یک پزشک ارائه نمی دهند. IoMT با توسعه نقاط اتصال هوشمند و کم مصرف برای اندازه‌گیری سطح گلوکز بیماران و در دسترس قرار دادن آن در زمان واقعی در اختیار پزشکان از طریق برنامه‌های موبایل یا برنامه‌های وب، این امکان را فراهم می‌کند. 

یکی از کاربردهای کلیدی IoMT را می توان در زمینه تشخیص سقوط افراد مسن که در خانه خود می مانند و تحت نظارت بر سلامت در زمان واقعی هستند مشاهده کرد. گروهی از حسگرها شامل حسگرهای ژیروسکوپ، حسگرهای شتاب سنج، حسگرهای لرزش و دوربین های تک کاناله یا چند کاناله سیستم جمع آوری داده را تشکیل می دهند. حسگرها با میکروکنترلرهای مناسب و پردازنده‌های شبکه ارتباط دارند تا سیگنال‌ها را به سرور مرکزی ارسال کنند تا سیستم هشدار ایجاد شود که به ناظران اجازه می‌دهد تا با توجه به شرایط فعلی بیمار اقدامات لازم را انجام دهند. 

به طور معمول، زمانی که فرد تغذیه کافی را از طریق دریافت غذا دریافت کند، در وضعیت سالمی قرار خواهد گرفت. مهم است که بفهمیم کدام غذا مواد مغذی کافی را برای بیماران فراهم می کند. بنابراین، نیاز به تجزیه و تحلیل فرآیند در سیستم گوارش انسان وجود دارد. اینترنت اشیا با توسعه حسگرهای قابل بلعیدن این مشکل را برطرف می کند که می تواند توسط بیمار قورت داده شود تا اطلاعات کامل فرآیند در سیستم گوارش را نظارت کند. این قرص ها را می توان توسط گیرنده یا تلفن هوشمند از طریق هر یک از فناوری های استاندارد ارتباط بی سیم ردیابی کرد.

 

بیمارستان هوشمند

اینترنت اشیا نقشی حیاتی برای ارتقای بیمارستان به سطح هوشمند ایفا می کند. گام اولیه به سمت بیمارستان هوشمند با توسعه ثبت نوبت مبتنی بر گوشی هوشمند با توجه به در دسترس بودن پزشک، استعلام مبتنی بر برنامه تلفن همراه و گزارش نتیجه آزمایش و غیره صورت می‌گیرد. یکی از جنبه های اینترنت اشیا در بیمارستان، نگهداری موجودی در داروخانه است. RFID، شبکه‌های حسگر، پروتکل‌های ارتباطی بی‌سیم و فناوری تعبیه‌شده، توسعه بیمارستان‌های هوشمند با اینترنت اشیا را ممکن می‌سازند.

بیماری های مزمن بیماری هایی هستند که قابل درمان نیستند اما قابل کنترل هستند. بیماران تحت این شرایط نیاز به نظارت مستمر و مراقبت های حاد برای جلوگیری از شرایط بحرانی دارند. از اقامت مداوم در بیمارستان فقط به منظور نظارت می توان با کمک سیستم های نظارت از راه دور جلوگیری کرد. مانیتورینگ مبتنی بر هولتر روش پذیرفته شده و تایید شده فعلی برای انجام نظارت از راه دور بیماران مبتلا به بیماری های مزمن است. اما این روش ها قادر به تجزیه و تحلیل در زمان واقعی نیستند. بنابراین می توان حسگر مبتنی بر اینترنت اشیا را برای اندازه گیری وضعیت حیاتی بیماران توسعه داد و با استفاده از پروتکل های سبک وزن، داده ها را به سرور ابری ارسال کرد. الگوریتم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند در سرور ابری اجرا شوند تا وضعیت دقیق بیماران را پیش‌بینی کنند.