EO516_marzo_2024

• Sensor Layer: dispositivi IoMT come sensori indossabili con connettività di rete • Communication Layer: gateway come dispositivi mo- bili e router LAN wireless (IEEE 802.11x/Wi-Fi) – Dati Cloud di aggregazione – Reti (rete pubblica o Internet) che si connettono tra gateway e Cloud • Application Layer: applicazioni (implementate nel Cloud o su dispositivi mobili) che forniscono servizi come la visualizzazione dei dati di rilevamento I telefoni cellulari sono una buona base per i servizi IoMT, anzitutto perché una gran quantità di persone ne possiede uno. I cellulari sono anche facili da collegare ai dispositi- vi IoMT, come gli smartwatch tramite Wi-Fi e Bluetooth e possono anche connettersi al cloud tramite reti pubbliche 5G o 4G (LTE). Grazie alla loro capacità di eseguire applica- zioni, i cellulari possono supportare varie funzioni. Acquisizione dei dati Dal dispositivo IoMT, i dati del rilevamento vengono in- viati a cellulari o gateway tramite Wi-Fi o Bluetooth. Alcu- ni dispositivi IoMT hanno schede SIM integrate e possono connettersi direttamente alle reti pubbliche. I dati acquisiti come la frequenza respiratoria, la temperatura corporea, la frequenza cardiaca e la pressione sanguigna sono informa- zioni di base chiamate segni vitali, e la saturazione di ossi- geno nel sangue (SpO2) è a volte inclusa tra questi. Uno dei principali vantaggi del rilevamento dei dati biome- trici da parte dei dispositivi sanitari è che non è invasivo se non in modo minimale, e non richiede prelievi di sangue o impianti corporei installati. Una tecnologia di base è la foto- pletismografia (PPG), che rileva otticamente le variazioni di volume dei vasi sanguigni. Un LED sul retro dello smartwa- tch emette luce (principalmente verde) sui vasi sanguigni del polso, e la luce riflessa viene ricevuta da un fotorivelato- re (Fig.2). Lo smartwatch utilizza l’elaborazione del segnale per estrarre fluttuazioni regolari dai vari componenti del rumore per ottenere la frequenza del polso. Quando i LED verdi e rossi vengono utilizzati insieme, la saturazione di ossigeno nel sangue arterioso transcutaneo (SpO2) può es- sere stimata dal grado di legame dell’emoglobina. La frequenza respiratoria può essere stimata a partire dalla frequenza cardiaca utilizzando l’aritmia sinusale respira- toria del corpo, nella quale la frequenza cardiaca aumenta leggermente durante l’inspirazione e diminuisce legger- mente durante l’espirazione. La pressione sanguigna viene stimata dal flusso sanguigno in base alla frequenza cardia- ca. Inoltre, lo stato del sonno è determinato dai movimenti del corpo rilevati dall’accelerometro presente nello smar- twatch. Sfide nell’utilizzo dei dispositivi IoMT Sono molte le sfide da fronteggiare nel raggiungimento del successo da parte di applicazioni IoMT, principalmente connesse a servizi, hardware e comunicazioni. In termini di servizi, la gestione dell’accuratezza dellamisurazione dei dati fisici acquisiti e la garanzia della sicurezza dei dati per- sonali aggregati nel Cloud sono considerazioni importanti. Altre sfide sono rappresentate dal rispetto delle leggi e dei regolamenti nazionali e regionali per le radiofrequenze e l’ottenimento della certificazione. I dispositivi IoMT possono connettersi in modalità wire- less a cellulari e gateway IoT e il mantenimento di questa connettività di comunicazione è fondamentale se si devono raccogliere dati medici accurati. Dispositivi come smar- twatch e scarpe intelligenti utilizzano Bluetooth per un facile accoppiamento con cellulari e altri dispositivi e per un basso consumo energetico nella banda di frequenza dei 2,4 GHz, il Bluetooth viene assegnato come stazione radio a bassa potenza e senza licenza. Il Wi-Fi (IEEE 802.11x) è implementato per i dispositivi IoMT in posizioni fisse, come bilance intelligenti, letti e altri sensori going-to-bed/get- ting-up e telecamere di sorveglianza. Per quanto riguarda l’hardware, una delle sfide principali per i dispositivi IoMT è il ridimensionamento. Ad esem- pio, uno smartwatch, di dimensioni simili a un orologio da polso standard, deve contenere una batteria, un circuito di ricarica, un microcontroller, una funzione di comunicazio- ne, un display e altri componenti, nonché vari sensori. La potenza limitata della batteria impone anche l’uso di uno schema a basso consumo energetico. Fig. 2 – La fotopletismografia (PPG), che rileva otticamente le variazioni di volume dei vasi sanguigni è una tecnica di rilevamento dei dati biometrici di tipo non invasivo DIGITAL HEALTH EO MEDICAL - MARZO 2024 XXIX