Nowe technologie usprawniające mobilne systemy ochrony zdrowia

Na rozwój mobilnej opieki zdrowotnej ma wpływ kilka czynników. Należą do nich: proces starzenia się społeczeństwa, wzrost nakładów na służbę zdrowia, konieczność wprowadzania zdalnej opieki medycznej, a także coraz większa świadomość zdrowotna i dążenie ludzi do realizacji marzenia o długim życiu w zdrowiu i dobrej sprawności fizycznej [Rysunek 1]. Czynnikami, które w przeszłości utrudniały rozwój mobilnej opieki zdrowotnej była konieczność zapewnienia dostępu do danych, zagwarantowania bezpieczeństwa i niezawodności, oraz niższe nakłady na służbę zdrowia i mniejsze możliwości techniczne. Od dłuższego czasu mamy jednak do czynienia z szybkim rozwojem telefonii komórkowej na całym świecie. Rysunek 1. Czynniki wpływające na rozwój służby zdrowia © Texas Instruments Opis rysunku: Szanse rozwoju służby zdrowia. Ciągły wzrost rynku, silne trendy ogólnoświatowe wpływające na sytuację w przyszłości Starzenie się społeczeństw - Do 2019 roku liczba osób w USA w wieku powyżej 65 lat wzrośnie o 32%. W 2025 r. liczba osób w wieku powyżej 50 lat wyniesie 1,2 miliarda – dwukrotnie więcej niż w 2006 r. Rosnące nakłady na służbę zdrowia - Nakłady na służbę zdrowia w USA sięgają 17% produktu krajowego brutto, a wydatki ponoszone w Europie są niewiele niższe. - Należy oczekiwać wzrostu wydatków z 2500 miliardów dolarów w 2009 r. do 4500 miliardów dolarów w 2019 r. Rynki wschodzące - Nakłady na służbę zdrowia w Chinach wzrosły z 3,7% produktu krajowego brutto w 1995 r. do 5,6% produktu krajowego brutto w 2007 r. - Rząd Indii zaproponował w 2008 r., aby zwiększyć wydatki publiczne na służbę zdrowia z 1% do 3% produktu krajowego brutto. Indywidualna opieka medyczna - 33% dochodu firm produkujących półprzewodniki dla branży medycznej pochodzi ze sprzedaży urządzeń medycyny konsumenckiej. Źródło: Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), National Health Expenditure Report 2009, Databeans, Frost & Sullivan, Economic Times Nowoczesne zdobycze techniki są coraz szerzej wykorzystywane do udoskonalania i upowszechniania urządzeń medycznych. Jednym z kluczowych czynników wpływających na rozwój bezprzewodowych rozwiązań w medycynie jest możliwość znacznego zmniejszenia rozmiarów sprzętu medycznego – co pozwala przenieść część urządzeń mobilnych ze szpitali do gabinetów lekarskich i domów pacjentów (Rysunek 2). Aby osiągnąć pożądane wyniki, należy dokładnie zapoznać się z zasadami działania elektronicznych systemów analogowych i wbudowanych, z możliwościami serwisowania urządzeń na całym świecie, z zaawansowanymi technikami przetwarzania danych oraz ofertą służby zdrowia. Jednocześnie należy spełnić rygorystyczne normy jakości i niezawodności narzucone przez rynek medyczny Rysunek 2. Systemy bezprzewodowe w służbie zdrowia © Texas Instruments © Texas Instruments Najnowsze rozwiązania bezprzewodowe małej mocy, takie jak Bluetooth® Low Energy (BLE) i ANT™ wykorzystywane w smartfonach i urządzeniach jednofunkcyjnych pozwoliły opracować środowisko umożliwiające coraz efektywniejsze bezprzewodowe monitorowanie zdrowia pacjentów dla potrzeb opiekunów i lekarzy. Niektóre urządzenia wykorzystywane w domowej opiece zdrowotnej można przenosić z miejsca na miejsce (np. monitor aktywności pacjenta), inne zaś są na stałe zainstalowane w takich częściach domu (np. waga), w których nie ma zasięgu transmisji bezprzewodowej. Pacjenci cały czas przechodzą między pomieszczeniami, można więc wykorzystać dowolne urządzenie noszone na ręku (np. zegarek) lub element biżuterii, w którym instaluje się urządzenie przekazujące dane np. z wagi do odbiornika systemowego znajdującego się w innej części domu. Integralność danych, mobilność i elastyczność systemu są czynnikami mającymi ogromne znaczenie dla sprawnego funkcjonowania systemów zdalnego monitorowania parametrów medycznych pacjentów. Wi-Fi™ i Ethernet są interfejsami, dzięki którym szpitale mogą połączyć sprzęt monitorujący w domach pacjentów z własną siecią. Opiekunowie otrzymują dzięki temu zdalny dostęp do bezprzewodowego czujnika funkcji życiowych noszonego przez pacjenta. Wykorzystują do tego celu wewnętrzną sieć szpitala, połączenia z systemem zabezpieczeń w domu pacjenta, moduł Aggregation Manager lub nawet zwykłą komórkową sieć telefoniczną. Każdą z tych metod pacjent może użyć do kontaktu ze swoim opiekunem lub centrum opieki telefonicznej w celu stałego monitoringu bez konieczności opuszczania domu (Rysunek 3). Celem Continua Health Alliance – wielobranżowej organizacji non-profit zrzeszającej producentów sprzętu medycznego i placówki służby zdrowia współpracujące na rzecz podniesienia standardów indywidualnej opieki nad pacjentami – jest opracowanie systemu powiązanych ze sobą rozwiązań telemedycznych zapewniających większą niezależność pacjentom. Organizacja wspiera inne organizacje i osoby indywidualne w ochronie zdrowia i w trosce o sprawność fizyczną. Dążenie producentów sprzętu medycznego i zakładów opieki zdrowotnej do opracowania jednolitych procedur certyfikacji pozwoli ujednolicić współpracę urządzeń i usprawnić opiekę medyczną. Rysunek 3. Systemy monitorowania w służbie zdrowia © Texas Instruments © Texas Instruments Interfejsy i standardy Rysunek 4. Interfejsy i standardy bezprzewodowe © Texas Instruments © Texas Instruments Aby można było zbudować system współpracującego ze sobą sprzętu medycznego, Continua zdefiniowała przykłady urządzeń (Rysunek 4), które komunikują się z agregatorami lub menedżerami danych poprzez łącza USB, BLE i Zigbee®. Continua dostosowała te ogólnodostępne standardy do przesyłania danych pomiędzy różnymi urządzeniami medycznymi. Jeżeli producent sprzętu medycznego chce umieścić znak Continua na swoim sprzęcie, musi poddać się surowemu procesowi certyfikacji. Kluczowymi czynnikami przy wyborze bezprzewodowego interfejsu komunikacyjnego jest zasięg i szybkość transmisji danych oraz pobór energii. Protokoły Bluetooth® i BLE zapewniają niezbędny zasięg, a przy tym mogą przesyłać dane szybciej niż Zigbee. BLE pozwala produkować czujniki o mniejszym poborze energii niż w przypadku klasycznego protokołu Bluetooth, co umożliwia wykorzystanie mniejszych baterii. Zigbee z kolei zapewnia przeciętną szybkość transmisji danych i krótsze okresy aktywności sygnału, ale może pracować w sieci rozproszonej, co pozwala zainstalować większą liczbę czujników w obrębie wspólnego systemu na bardziej rozległym obszarze. Wybór właściwego rozwiązania dla modułów peryferyjnych Projektanci urządzeń powinni stosować kilka list kontrolnych przy podejmowaniu decyzji o wyborze właściwej transmisji bezprzewodowej i rozwiązań technicznych w zakresie urządzeń peryferyjnych. • Procesor sieciowy czy system jednoukładowy: - Procesor sieciowy: - Prosty interfejs i łatwa integracja - Ograniczona możliwość przeniesienia istniejącego kodu aplikacji - System jednoukładowy: - Redukcja kosztów dzięki mniejszej liczbie elementów - Zajmuje mniej miejsca i umożliwia optymalizację poboru energii • Poszukiwanie producenta kompleksowego rozwiązania: - Potrzebny jest procesor sieciowy czy system jednoukładowy? - Czy potrzebny jest zintegrowany system, oparty na standardzie BLE? - Czy wymagany jest jeden czy dwa kanały łączności? - Czy potrzebne są profile, prosty w obsłudze interfejs? - Czy należy zaprojektować cały moduł czy też zintegrować układ bezpośrednio w obrębie płytki? - Czy potrzebna jest pomoc w projektowaniu układów radiowych? - Czy potrzebny jest sprzęt, programy lub pomoc przy integracji systemu ze strony innych firm? Można zastosować różne kombinacje w zależności od produktu i potrzeb biznesowych. Texas Instruments ułatwia producentom proces tworzenia optymalnego systemu, oferując liczne rozwiązania dostosowane do ich potrzeb. Wnioski Sukces systemu mobilnej opieki medycznej z punktu widzenia producentów sprzętu zależy od rozwiązań zapewniających możliwość łatwego przenoszenia sprzętu, przesyłania i zabezpieczania danych. Systemy monitorowania parametrów zdrowotnych będą prawdopodobnie w coraz większym stopniu migrować ze szpitali do domów pacjentów. Ułatwi to lekarzom i samym pacjentom nadzór nad zdrowiem. Istotne znaczenie ma też wprowadzanie odpowiednio zabezpieczonych wielofunkcyjnych infrastruktur współpracujących z układami monitorującymi. Referencje Przewodniki zastosowań medycznych TI do pobrania: www.ti.com/medicalguides. Bezprzewodowe rozwiązania TI wykorzystywane w inteligentnych czujnikach: www.ti.com/ant,www.ti.com/bluetoothlowenergy O autorze Sid Shaw jest kierownikiem ds. marketingu odpowiedzialnym za rozwój urządzeń małej mocy w dziale produktów bezprzewodowych TI. Shaw uzyskał tytuł licencjata technologii komputerowych oraz magistra informatyki w University of Southern California w Los Angeles. Artykuł udostępniony dzięki uprzejmości firmy Texas Instruments