La medicina diventa sempre più wireless

• 
• Tweet
• Pin It
• Condividi per email

La connettività wireless sta diventando una risorsa essenziale anche in medicina. In effetti, la possibilità di raggiungere i pazienti senza fili attraverso le cartelle cliniche elettroniche, o Electronic Health Record (EHR), per ottenere informazioni in tempo reale precise e affidabili in qualsiasi momento e in qualunque luogo può migliorare l’efficienza delle cure mediche e abbassarne i costi e, dunque, perfezionando l’accesso in rete alle tecnologie medicali si può migliorare tanto la qualità della vita dei pazienti quanto la qualità del lavoro dei medici.

Fig. 1 – Le Body Area Networks permettono ai medici di monitorare i pazienti e aggiornare le loro cartelle cliniche elettroniche migliorando l’efficacia delle cure mentre ne riducono i costi

D’altra parte, gli Stati Uniti stanno già promuovendo l’uso delle EHR e la Federal Communications Commission (FCC) ha pensato bene di assegnare 40 MHz di banda fra 2360 e 2400 MHz per le Medical Body Area Networks (mBAN) nazionali considerandole determinanti per ottimizzare radicalmente l’efficacia delle cure sanitarie. Le mBAN offrono un livello di prestazioni notevolmente superiore a quello dei Wireless Medical Telemetry Services (WMTS) definiti dalla FCC nel 2000 per normalizzare la telemetria medicale nelle bande da 608 a 614 MHz, da 1395 a 1400 MHz e da 1427 a 1432 MHz scelte in modo tale da non interferire con la TV digitale USA ma non accettate universalmente da tutti i costruttori.

Senza dubbio la possibilità di connettere medici e pazienti in tempo reale senza fili e con collegamenti riservati e affidabili sembra essere risolutiva per il successo degli interventi medicali, ma occorre anche organizzarne l’intelaiatura di supporto. Le connessioni wireless adatte a tal scopo possono essere molteplici e, per esempio, le reti 802.11, i terminali Bluetooth, i telefoni cellulari, le radio ricetrasmittenti protette e certamente anche i PC fissi e mobili di ogni tipo.

Fig. 2 – Corning ha realizzato la rete ad antenne distribuite nel parco scientifico Lake Nona Medical City di Orlando dove garantisce servizi di connettività wireless custom a circa diecimila utenti

In un ospedale possono tipicamente convivere tre o quattro tecnologie wireless e oltre alle consuete WLAN e Wi-Fi oggi stanno diffondendosi le Distributed Antenna System (DAS) composte da più antenne dislocate in un’area geografica di medie dimensioni in grado di supportare i segnali a radiofrequenza multiformato e multiprotocollo. La prima sperimentazione sul campo delle DAS è avvenuta nella metropolitana di New York ma poi la tecnologia si è diffusa nei campus universitari e oggi negli ospedali da dove sta crescendo e attualmente sta diventando la piattaforma fisica più adatta per le connessioni medicali.

A uniformarne l’utilizzo sta lavorando il Center for Medical Interoperability che ha l’obiettivo di arrivare a un unico standard statunitense per le reti wireless medicali e ha già cominciato definendo la diversità fra le note WLAN, Wireless Local Area Network e le WWAN, Wireless Wide Area Network o reti più grandi per il collegamento dei telefoni cellulari (3G, LTE), le LLAN, Location Local Area Network o reti più piccole accessibili con diversi tipi di terminali (IR, RFID e UWB) e le WCDN, Wireless Clinical Data Network o reti protette dedicate allo scambio delle informazioni sanitarie.

Fra queste ultime sono comprese le Wireless Sensor Network (WSN) che collegano i sensori e gli strumenti di misura medicali oggi reperibili in numerosissime implementazioni compresi i moderni dispositivi indossabili. Ciò significa che le WSN servono a unificare i protocolli definiti dai diversi costruttori in modo da poter interpretare correttamente i dati raccolti e distribuirli attraverso le WCDN ai medici e ai pazienti.

Fig. 3 – Il nuovo transceiver wireless a basso consumo realizzato da Imec e Fujitsu per le BAN composte da sensori di monitoraggio medicale e altri dispositivi indossabili

Wireless dedicato

Corning ha già disponibile un sistema DAS adatto alle applicazioni medicali e sfrutta la tecnologia proprietaria MobileAccess con cui si possono definire reti piccole, medie e grandi capaci di gestire protocolli multipli sia in trasmissione che in ricezione. La società ha già installato numerose reti MobileAccess in molti stadi, ospedali e alberghi americani ma oggi si sta dedicando a perfezionare le applicazioni medicali.

La soluzione Corning MobileAccess2000 supporta i servizi voce e dati cellulari 3G e 4G (compreso LTE), supporta i servizi WMTS per il monitoraggio in tempo reale dei pazienti, consente di controllare le apparecchiature medicali automatizzate con collegamenti diretti a 900 MHz e, infine, offre servizi di sicurezza e protezione sui dati scambiati senza fili. Con questa tecnologia in primavera Corning ha installato una rete DAS alla Lake Nona Medical City di Orlando in Florida, offrendo in tal modo una connettività senza fili e in tempo reale a circa diecimila fra medici, infermieri, pazienti, professori e studenti universitari nei quattro giganteschi e avveniristici palazzi che compongono il parco scientifico dove ha sede anche la facoltà di medicina della locale università.

La scelta dell’infrastruttura ad antenne distribuite ha consentito di integrare connessioni protette su più livelli e perciò permette, innanzi tutto, di supportare le comunicazioni 4G LTE e le reti mBAN di telemetria medicale e, in secondo luogo, di definire i collegamenti wireless dedicati fra i medici e i pazienti oppure fra i professori e i gruppi di studenti con la possibilità di stabilire in ciascuno il livello di riservatezza più adatto.

Diagnosi wireless

L’Holst Centre Imec e i Fujitsu Laboratories hanno sviluppato insieme un nuovo transceiver particolarmente adatto per le connessioni medicali wireless delle nuove Body Area Network (BAN) capaci di ospitare non solo sistemi tipicamente medicali ma anche altri dispositivi indossabili per il monitoraggio sportivo o per l’infotainment custom. La banda di lavoro scelta è di 400 MHz conformemente allo standard Ieee 802.15.6 per le BAN e offre due modalità di lavoro: ad alta velocità pari a 4,5 Mbps per la trasmissione delle informazioni complesse come immagini o elettroencefalogrammi e a 11,7 kbps per l’acquisizione dei segnali dai sensori a bassa velocità e basso consumo.

Il principale vantaggio di questo dispositivo è che consuma solo 1,6 mW in ricezione e 1,8 mW in trasmissione e questi valori sono finalmente abbastanza bassi per implementare applicazioni di monitoraggio pazienti che finora erano fastidiose o rischiose a causa del non trascurabile livello della potenza elettromagnetica utilizzata. Il nuovo transceiver è più comodo e sicuro per i pazienti e nel contempo consente ai medici di monitorare una gran quantità di dati con precisione e affidabilità. In pratica, la tecnica consente di far indossare al paziente i sensori per un elettroencefalogramma, un elettrocardiogramma e le misure della pressione del sangue, della concentrazione di ossigeno nel sangue (SpO2), della temperatura e delle pulsazioni, nonché controllare lo svolgimento di tutti questi test e poi inviare quanto raccolto a una stazione ricevente distante fino a 3 m. In questo modo il paziente può farsi un check-up completo da solo e inserirlo nella EHR affinché il medico possa fare la diagnosi.

Lucio Pellizzari

• 
• Tweet
• Pin It
• Condividi per email