TICs en Biomedicina (II)

TIC en Biomedicina Tecnologías de la Información y Comunicación en Biomedicina Laura M. Roa Romero, Javier Reina Tosina 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Contenido •Introducción •Aspectos de diseño en e-Salud •Modelos de uso en e-Salud •Métodos y técnicas de electromagnetismo aplicadas a biomedicina •Ejemplos de dispositivos y sistemas en e -Salud •Conclusiones generales Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Introducción ¿Por qué TIC? Las industrias TIC son importantes al proporcionar la infraestructura para muchas actividades sociales y económicas y facilitar la innovación y el crecimiento económico Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Introducción ¿Por qué Biomedicina? Si podemos denominar a la primera revolución industrial como de “fabricación ytransporte”, y a la segunda del “computador y comunicación”, ala tercera la identificaremos como de la “Salud yMedioambiente” Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Introducción Dentro del ámbito de la salud son varios los desafíos con los que se enfrentan la mayoría de países desarrollados: •Reducción del costo sanitario mientras se mantiene un alto nivel de cuidado •Favorecer el acceso a la sanidad a tantas personas como sea posible, tendiendo a toda la población •Proporcionar fácil acceso al personal sanitario en cualquier lugar y en cualquier momento de la información necesaria •Desplazar el foco de los gastos sanitarios desde “tratamiento a prevención” a través de programas de cuidados de la salud Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Introducción •Desplazar el foco de los gastos sanitarios desde “tratamiento a prevención” a través de programas de cuidados de la salud/vida saludable •Controlar la duración de las estancias en hospitales y “descentralizar” los cuidados sanitarios •Dirigirse a la población mayor y preocuparse de los pacientes crónicos Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Introducción Como respuesta a estos desafíos aparece el concepto de e-Salud (eHealth), que puede definirse como la tercera generación de la aplicación de las TIC al cuidado de la salud En las anteriores generaciones, las TIC se han utilizado para acercar el paciente al profesional sanitario Málaga, 7 de febrero de 2017 El concepto de e-Salud implica que las TIC se integren en el proceso del cuidado de la salud TIC en Biomedicina Aspectos de diseño en e-Salud El paradigma de e-Salud permite pasar del concepto de paciente al de ciudadano, promoviendo un cuidado continuo de la salud que permita aplicar un modelo de medicina preventiva y proactiva frente a medicina reactiva Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Aspectos de diseño en e-Salud Málaga, 7 de febrero de 2017 Las tecnologías, necesarias para los sistemas de e-Salud, cambiarán rápidamente el cuidado de la salud y la práctica de la medicina, mejorando la calidad y seguridad del paciente así como la efectividad de los cuidados TIC en Biomedicina Métodos y técnicas de electromagnetismo aplicadas a biomedicina Uno de los aspectos fundamentales en los nuevos sistemas de e-Salud es el de las comunicaciones. Para poder realizar un control remoto del estado de salud del usuario se requiere la implementación de una red inalámbrica de sensores corporales que adquieran las señales biológicas para posteriormente transmitirlas y procesarlas y generar conocimiento clínico Málaga, 7 de febrero de 2017 Los dispositivos pueden ser sensores portables implantados, con un tamaño, coste y consumo mínimo TIC en Biomedicina Métodos y técnicas de electromagnetismo aplicadas a biomedicina Las redes de área personal inalámbricas (WPAN) fueron propuestas para la interconexión de dispositivos situados cerca del cuerpo de un individuo, con un alcance de unas decenas de metros. Otras alternativas actuales: •Menor: consumo, tasa de transmisión y alcance Málaga, 7 de febrero de 2017 •Tasa de datos cercanas a 10 Mbps •Inconveniente: consumo elevado para su uso en sensores portables TIC en Biomedicina Las tecnologías actuales operan en la banda de frecuencias ISM, en torno a 2.4 GHz ⇓ Sobreexplotación y saturación que requiere la necesidad de metodologías y protocolos específicos para evitar interferencias entre señales ⇓ Nueva técnica de comunicación denominada Comunicaciones Intracorporales (IBC), también conocidas en la literatura como Human Body Communication (HBC) Métodos y técnicas de electromagnetismo aplicadas a biomedicina Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina En IBC se utiliza el cuerpo humano como medio físico de transmisión de señales para comunicar los sensores y dispositivos entre sí Ventajas: Minimizar el consumo, señales débiles yde baja potencia Robustez frente a interferencias externas, señal confinada en la superficie de la piel Sensor 1 Sensor 2 Sensor 3 Métodos y técnicas de electromagnetismo aplicadas a biomedicina Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina En los últimos años, muchos investigadores han desarrollado diversos prototipos y transceptores IBC, con el fin de conseguir optimizar la tasa de datos y el consumo del dispositivo No existe un consenso o método para diseñar un tipo de transceptor para IBC El GIB ha realizado un importante trabajo de investigación que le ha permitido obtener una serie de resultados que pueden ayudar al establecimiento de una metodología para el diseño de dispositivos IBC Métodos y técnicas de electromagnetismo aplicadas a biomedicina Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Tierra externa GND Transmisor Receptor Ec Ep Ef Er Camino directo Camino de retorno Transmisor Receptor Acoplamiento capacitivo Acoplamiento galvánico Técnicas de acoplamiento IBC Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Resultados de simulación ◉Modelo como línea de transmisión ◉Atenuación para diferentes tipos de acoplo y distancias Acoplamiento capacitivo Acoplamiento galvánico Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Resultados de simulación ◉Modelo FE del brazo humano ◉Campo eléctrico ◉Corriente Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Modelo eléctrico circuital phantom ◉Implementación y validación Málaga, 7 de febrero de 2017 TIC en Biomedicina Ejemplos de dispositivos y sistemas en e-Salud •Sensor inteligente de detección de caídas •Plataforma e-Nefro Málaga, 7 de febrero de 2017