ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة فعالية مراقبة المرضى في المشافي باستخدام شبكات حساسات الجسم اللاسلكية

Study the Effectiveness of Patient's Monitoring in Hospitals Using Wireless Body Sensor Networks

1218   0   7   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2020
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تعد الرعاية الصحية عن بعد تقنية واعدة في فعاليتها ودقتها وانتشارها، ونظراً لأهمية العناية والمراقبة الطبية في المناطق التي تفتقر لوجود كوادر طبية كافية أو يصعب الوصول إليها من جهة، ونتيجة لارتفاع تكاليف التطبيب خصوصاً من أجل كبار السن من جهةٍ أخرى. نالت شبكات حساسات الجسم اللاسلكية WBAN اهتماماً كبيراً من البحث والتطوير خصوصاً نتيجةً للتطور الهائل في شبكات الحساسات اللاسلكية والالكترونيات الحديثة التي أحدثت حساسات ذكية صغيرة الحجم قابلة للتموضع داخل الجسم أو عليه. سنتطرق في بحثنا هذا إلى استخدام هذه الشبكات الحديثة في المجال الطبي وتحديداً مراقبة المرضى في المشافي حيث أن المراقبة المستمرة وضبط البارامترات الحيوية هنا ذات أهمية كبيرة على حياة المرضى. تقوم الفكرة الأساسية على نشر مجموعة من الأجهزة الحساسة بتشكيل معين على جسم المريض، ولهذه الأجهزة عدة وظائف لأداء العمل المتكامل المتمثل بقياس وتحسس البارامترات المهمة، وإرسالها على شكل معلومات إلى عقدة منسقة تقوم بتجميع هذه المعطيات وإرسالها الى محطة رئيسية تقوم بمعالجة هذه المعلومات واتخاذ القرار المناسب، ومن ثم إرسال هذا القرار إلى الأجهزة المنتشرة والتي تترجم هذا القرار على أرض الواقع ليتم ضبط البارامترات من جديد.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة فعالية مراقبة المرضى في المشافي باستخدام شبكات حساسات الجسم اللاسلكية (WBAN). تبرز أهمية هذه التقنية في الرعاية الصحية عن بعد، خاصة في المناطق التي تفتقر إلى الكوادر الطبية الكافية أو يصعب الوصول إليها، وكذلك في تقليل تكاليف العلاج الطبي، خصوصاً لكبار السن. تعتمد الفكرة الأساسية على نشر مجموعة من الأجهزة الحساسة بتشكيل معين على جسم المريض لقياس وتحسس البارامترات الحيوية المهمة، وإرسالها إلى عقدة منسقة تقوم بتجميع هذه المعطيات وإرسالها إلى محطة رئيسية لمعالجة المعلومات واتخاذ القرار المناسب. يتم بعد ذلك إرسال هذا القرار إلى الأجهزة المنتشرة لضبط البارامترات من جديد. تم استخدام برنامج OPNET Modeler لمحاكاة شبكة من الحساسات المتموضعة على جسم المريض ضمن جناح مشفى، وتمت دراسة عدة بارامترات مثل التأخير الزمني والإنتاجية والحمل. أظهرت النتائج أن الشبكة قادرة على تقديم مراقبة فعالة بفضل التأخير الزمني المنخفض والإنتاجية العالية، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في غرف العناية المركزة والمراقبة عن بعد.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعد الدراسة خطوة مهمة نحو تحسين الرعاية الصحية باستخدام التكنولوجيا الحديثة، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، لم تتناول الدراسة بشكل كافٍ التحديات الأمنية المتعلقة بنقل البيانات الحساسة عبر الشبكات اللاسلكية، وهو ما يعد أمراً بالغ الأهمية في المجال الطبي. ثانياً، لم يتم التطرق إلى تكلفة تنفيذ هذه الشبكات في المشافي بشكل مفصل، مما يجعل من الصعب تقييم الجدوى الاقتصادية للمشروع. أخيراً، كان من الممكن تحسين الدراسة من خلال إجراء تجارب ميدانية حقيقية بدلاً من الاعتماد فقط على المحاكاة، مما يعطي نتائج أكثر دقة وواقعية.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الفكرة الأساسية للدراسة؟

    الفكرة الأساسية هي استخدام شبكات حساسات الجسم اللاسلكية لمراقبة المرضى في المشافي من خلال نشر أجهزة حساسة على جسم المريض لقياس البارامترات الحيوية وإرسالها إلى محطة رئيسية لمعالجة المعلومات واتخاذ القرارات المناسبة.

  2. ما هي الأدوات المستخدمة في المحاكاة؟

    تم استخدام برنامج OPNET Modeler لمحاكاة شبكة من الحساسات المتموضعة على جسم المريض ضمن جناح مشفى.

  3. ما هي البارامترات التي تمت دراستها في المحاكاة؟

    تمت دراسة عدة بارامترات مثل التأخير الزمني، الإنتاجية، والحمل.

  4. ما هي النتائج الرئيسية للدراسة؟

    أظهرت النتائج أن الشبكة قادرة على تقديم مراقبة فعالة بفضل التأخير الزمني المنخفض والإنتاجية العالية، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في غرف العناية المركزة والمراقبة عن بعد.


المراجع المستخدمة
Movassaghi, S.; Abolhasan, M.; Lipman, J.; Smith, D. and Jamalipour, A., " Wireless body area networks: a survey ." . IEEE Commun Surv Tutor vol.16, no.3, pp.1658 – 1686, 2014.
قيم البحث

اقرأ أيضاً

دخلت تطبيقات شبكات الحساسات اللاسلكية بشكل واسع في نظم المراقبة الصحية، حيث أسهمت في التطور النوعي لهذه الشبكات بما يؤمن المراقبة الحثيثة على مدار الساعة، مع تحسين جودة هذه المراقبة و تنظيمها. و يرتبط تحسين أداء شبكات الحساسات اللاسلكية الطبية WMSN ب تحسين آلية نقل المعطيات الذي يعد من أهم المجالات التي تهتم بها الأبحاث و الدراسات في الآونة الأخيرة. و من هنا تأتي أهمية هذا البحث الذي يهدف إلى دراسة بنى شبكات الحساسات اللاسلكية التي يمكن أن تستخدم في مراقبة الأجنحة في المشافي و مراكز العناية و المراقبة الصحية، و استخلاص التوصيات و الاقتراحات الضرورية من أجل اختيار بنية شبكات الحساسات اللاسلكية الطبية المناسبة و اقتراح آليات الدخول المناسبة. و ذلك من أجل بنى شبكية مختلفة بالحجم. و قد تم ذلك من خلال اقتراح السيناريوهات المناسبة لتطبيقات المراقبة هذه، و إجراء المحاكاة في ظروف عمل مشابهه لعمل الشبكة، بما يؤمن نقل معطيات عقد هذه الشبكة إلى نقطة النفاذ الرئيسية، مع دراسة تأثير بنية الشبكة و طريقة استخدام تقنية نقل المعطيات، و تحديداً استخدام تقنية ZigBee سواء مع تمكين إشارة المنارة أو بدون تمكين إشارة المنارة. حيث تم تقييم التحسن اعتماداً على البارامترات الأساسية في مثل هذه الشبكات مثل النفاذية، و التأخير الزمني، و نسبة التسليم. و قد توصلت الدراسة إلى مجموعة من التوصيات بخصوص حجم الشبكة و نوع البنية المستخدمة و آلية الدخول إلى الوسط.
يشكل استخدام شبكات الحساسات اللاسلكية في مراقبة الزراعات المحمية، والتحكم بها، واحداً من المجالات التي لاقت رواجاً واسعاً في الآونة الأخيرة، لما تقدمه هذه الشبكات من خدمات، وتسهيلات، ووثوقية على مستوى المراقبة والتحكم. يسهم هذا البحث في دراسة تطبي ق هذه التقنية على البيوت البلاستيكية المنتشرة في بلدنا، وعلى مساحات واسعة. ويقدم حلولاً لعمل شبكات المراقبة والتحكم الخاصة بذلك في الزمن الحقيقي، وبما يضمن أداء جيداً وفقاً لمعايير تقييم أساسة، مثل تخفيض التأخير الزمني، وزيادة في النفاذية ، وزيادة نسبة تسليم الرزم، وتخفيض عدد الرزم المفقودة، مع زيادة حمل الشبكة. وضِع من أجل ذلك عدد من السيناريوهات التي تماثل واقع بناء وتشغيل البيوت البلاستيكية في منطقتنا، اعتماداً على تقنية ZigBee. وقد تم اختبار سيناريوهات عمل شبكات الحساسات اللاسلكية، باستخدام المحاكاة، بما يسمح باستنتاج التوصيات للاسترشاد بها حين العمل على تركيب مثل هذه الشبكات في أماكنها لتعمل بالشكل الأفضل، وذلك من أجل مساحات مختلفة وعدد كبير من الصالات
غالباً ما يتم نشر شبكات الحساسات اللاسلكية بشكل عشوائي باستخدام طائرة على سبيل المثال، لذا لا يمكن الحصول على مواقع غالبية هذه العقد بشكل مسبق. لذلك، سينتج لدينا ما يسمى مشكلة تحديد الموقع، أي كيف يتم الحصول على معلومات موقع العقد المجهولة، و يعد هذا الموضوع من أهم مواضيع هذه الشبكات. لا يمكن لشبكات الحساسات اللاسلكية أن تعمل بشكل صحيح دون معلومات الموقع. يعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) نظام تحديد المواقع الأكثر استخداماً و نضجاً في الوقت الحاضر. و لكن لأن العقد عادة ما يكون عيبها هو ارتفاع نفقاتها، و حجمها الكبير، و ارتفاع تكلفتها، كما أنها تتطلب بناء قاعدياً خاصاً بالـ GPS، لذا فإن GPS غير قابل للتطبيق في هذه الشبكات التي هي بطبيعتها ذاتية التكوين منخفضة التكلفة، و كذلك فإنه من المستحيل أن يتم تثبيت GPS لكل عقدة حساس. سندرس في هذه البحث آليات تحديد الموقع غير المعتمدة على GPS و المستخدمة في شبكات الحساسات اللاسلكية، و سيتم اختبار فعالية استخدام خوارزمية ميوزيك MUSIC في تحديد زوايا ورود الإشارة اعتماداً على تكنولوجيا SDMA و هوائي ESPAR.
تعد عملية تحديد موقع عقد الحساسات اللاسلكية المنتشرة في الوسط ضرورية من أجل التطبيقات التي تعد فيها المعلومات المتعلقة بموقع التحسس معلومات مهمة كتطبيقات الأمن و الحماية و تتبع الأهداف و غيرها من التطبيقات. تصنف خوارزميات تحديد الموقع إلى نوعين: المع تمدة على المدى Range-based و غير المعتمدة على المدى (Range-free). ركزت الدراسة على الخوارزميات غير المعتمدة على المدى لأنها أقل كلفة من حيث متطلبات أجهزة العتاد الصلب المستخدمة. استخدم الماتلاب في محاكاة الخوارزميات، حيثُ جرى تقييم أدائها في ظل تغيير عدد العقد الشبكية، عدد العقد المرجعية، إضافة الى مجال اتصال العقد بغيةَ توضيحِ اختلافات الأداء من ناحية خطأ الموقع. أظهرت النتائج تفوق خوارزمية عدم الانتظام (Amorphous)، محققة دقة عالية في تحديد الموقع، و كلفة أقل بالنسبة الى عدد العقد المرجعية المطلوبة لتحقيق خطأ موقع صغير.
غالباً ما يتم نشر شبكات الحساسات اللاسلكية بشكل عشوائي مما يجعل إمكانية تحديد مواقع العقد المنشورة أمراً غاية في التعقيد، و هو ما يسمى مشكلة تحديد مواقع العقد. إن أهمية معلومات مواقع العقد تأتي من السهولة التي تقدمها هذه المعلومات في عمليات التوجيه و التحكم بالشبكة، الأمر الذي ينعكس بشكل من الأشكال على عمل الشبكة بشكل صحيح. في الوقت الحاضر، ظهر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الذي يعد أهم نظام تحديد المواقع، لكن تكلفة إضافته إلى كل عقدة باهظة، لاسيما في التطبيقات التي تعتمد على شبكات كبيرة الحجم، كما سيتسبب بزيادة حجم العقدة، لذا يمكن تجهيز عدد قليل من العقد بـ GPS، و التي ستساهم بدورها في مساعدة العقد الأخرى على معرفة مواقعها.سندرس في هذه البحث خوارزمية نظام تحديد الموقع (APS) المستخدمة في شبكة الحساسات اللاسلكية تحت الماء، و فيها تكون هناك بعض العقد مجهزة بـ GPS، و التي تساهم في تحديد مواقع العقد الأخرى المتبقية في الشبكة. و سيتم اختبار فعالية استخدام هذه الخوارزمية في تحديد موقع العقدة اعتماداً على المسافة المحسوبة من قبل عقد المرساة القادرة على تحديد موقعها.

الأسئلة المقترحة

التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا