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En 2022, hay más de 7 mil millones de dispositivos IoT conectados, con predicciones de crecimiento que muestran 22 mil millones para 2025. A medida que la base de tecnología IoT madura, los casos de uso de atención médica aumentan rápidamente. La pandemia de COVID-19 aceleró las opciones de atención médica de IoT, a medida que crecía la necesidad de monitoreo remoto de pacientes y ensayos clínicos descentralizados, todo mientras enfrentar el desafío de aumentar los costos de atención médica se convirtió en una prioridad más alta. IoT en el cuidado de la salud asume una amplia gama de casos de uso, que incluyen el monitoreo continuo de pacientes para extender la atención del paciente más allá de los muros del hospital, la atención domiciliaria para ayudar a la población que envejece, el monitoreo de la recuperación y la rehabilitación, el equipo hospitalario inteligente para automatizar y administrar las operaciones de manera centralizada. y edificios de hospitales inteligentes para permitir un hospital más eficiente y receptivo para los profesionales de la salud y los pacientes. Los dispositivos médicos deben diseñarse cuidadosamente para cumplir con los requisitos de los profesionales médicos, los pacientes y los reguladores gubernamentales. Estos requisitos incluyen conectividad confiable, cumplimiento de la normativa de dispositivos médicos y preparación para el futuro. Los proveedores de atención médica necesitan dispositivos médicos que registren y transmitan de forma segura datos críticos y permanezcan conectados durante períodos prolongados. Los dispositivos médicos deben cumplir con las normas de privacidad y ciberseguridad, como IEC 62304, ISO 13485:2016, Reglamento de Dispositivos Médicos 2017/745, GDPR o NIST Special Publication 1800-30. Además, dichos dispositivos deben poder proteger el software remoto o iniciar actualizaciones de seguridad que brinden un rendimiento óptimo durante períodos prolongados.

Consideraciones de conectividad de dispositivos

Las consideraciones para la selección de la conectividad inalámbrica adecuada para los dispositivos IoT en el cuidado de la salud dependen de varios factores clave:

Movilidad. ¿El dispositivo IoT será estacionario (como un instrumento de hospital estacionario) o móvil (como un dispositivo portátil)?
Requisitos de transmisión de datos. Un dispositivo IoT puede transmitir muy pocos datos a velocidades de datos bajas (como sensores fisiológicos básicos) o transmitir grandes cantidades de datos (como imágenes médicas y dispositivos de resonancia magnética). Los administradores deben saber aproximadamente cuántos datos planean transmitir los dispositivos conectados.
Fuente de alimentación. Los dispositivos que funcionan con baterías tienen requisitos estrictos de bajo consumo de energía para prolongar la vida útil de la batería a los niveles aceptados. Los administradores deben averiguar si el dispositivo IoT específico se conecta a una toma de corriente o si funciona con batería.
Cobertura. Las tecnologías inalámbricas disponibles en los entornos donde operan estos dispositivos juegan un papel clave en los criterios de selección. Los administradores deben saber si el dispositivo tendrá conectividad Wi-Fi consistente y/o acceso a cobertura celular.

Opciones para la conectividad IoT en el cuidado de la salud

Esta tabla resume y compara las tecnologías inalámbricas más utilizadas en los dispositivos IoT con respecto a su alcance y ancho de banda de red.

IoT de banda estrecha IoT de banda estrecha (NB-IoT) es un estándar de comunicación inalámbrica que pertenece a la categoría de WAN de bajo consumo. Necesita pequeñas cantidades de datos, bajo ancho de banda y batería de larga duración. Esto lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones y casos de uso para IoT. NB-IoT es una tecnología de radio para la comunicación de máquina a máquina que está integrada en los estándares 5G y, por lo tanto, es accesible dondequiera que haya cobertura celular disponible. Bluetooth de bajo consumo Esta opción es una variante de ahorro de energía de la tecnología de red de área personal (PAN) Bluetooth, diseñada para su uso en dispositivos conectados a Internet. Bluetooth Low Energy (BLE) se introdujo en la especificación Bluetooth 4.0 como una alternativa al Bluetooth tradicional. Utiliza tecnología inalámbrica de salto de frecuencia en la banda de radio sin licencia de 2,4 GHz para interconectar dispositivos cercanos. BLE tiene un límite superior de 1 Mbps a 0,01 a 0,5 vatios de consumo de energía. Esto es casi la mitad del consumo de energía tradicional de Bluetooth. BLE está diseñado para cobertura de área pequeña, típicamente de 30 a 100 metros y típicamente dentro de un edificio pequeño. Ofrece proliferación en teléfonos inteligentes, un proceso de desarrollo relativamente simple y sin tarifas para acceder a las especificaciones principales. Algunos inconvenientes de esta tecnología incluyen que requiere un dispositivo de puerta de enlace para conectar los dispositivos finales a Internet y su interferencia con otros protocolos en el espectro de 2,4 GHz. IEEE 802.11ax IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) es la última versión de LAN que ofrece a los centros de salud un aumento significativo en la cobertura, la capacidad y la eficiencia sin sacrificar las competencias básicas, como la interoperabilidad, la seguridad y la facilidad de uso. Estas redes pueden manejar de manera eficiente entornos densos con cientos o miles de dispositivos que requieren conectividad simultáneamente. Los dispositivos habilitados para Wi-Fi pueden comunicar registros de pacientes, resultados de imágenes y datos de monitoreo de pacientes en tiempo real a enfermeras y médicos. IEEE 802.11ax ofrece capacidades avanzadas para más dispositivos cliente por punto de acceso, uso eficiente del tiempo aire y consumo de energía reducido. Las redes con tecnología Wi-Fi 6 ayudan a que los dispositivos médicos permanezcan conectados constantemente, funcionen durante más tiempo con la batería y brinden una experiencia mejorada para todos los usuarios. IEEE 802.11ax cuenta con un manejo de datos mejorado, lo que permite que los profesionales de la salud tengan acceso en todo el hospital a datos e imágenes digitales de sistemas de imágenes médicas, como resonancia magnética, radiografía y ultrasonido. Históricamente, estos tipos de archivos extremadamente grandes eran difíciles de transferir y manipular de manera oportuna. IEEE 802.11ax tiene una función llamada tiempo de activación objetivo, que aumenta el tiempo de suspensión de un dispositivo y mejora la duración de la batería. Zigbee Zigbee (IEEE 802.15.4) es un estándar técnico que define el funcionamiento de un PAN inalámbrico de baja tasa. Especifica la capa física y el acceso a los medios. Zigbee es un estándar abierto mundial para redes de radio inalámbricas y fue diseñado para proporcionar una solución de datos inalámbrica fácil de usar caracterizada por arquitecturas de red inalámbricas seguras y confiables. Las ventajas de Zigbee incluyen su estructura de red flexible, soporte de batería de larga duración y facilidad de instalación. Sus desventajas incluyen su corto alcance, alto costo de mantenimiento y falta de solución total. Además, Zigbee no es seguro, a diferencia de los sistemas seguros basados ​​en Wi-Fi. 5G celular Las tecnologías 5G, populares para la conectividad de teléfonos inteligentes en todo el mundo, brindan acceso global confiable a un dispositivo IoT cuando el dispositivo es intrínsecamente móvil. 5G permite velocidades de datos bajas y altas, lo que lo hace adecuado para muchas aplicaciones. Sin embargo, existe el costo de una suscripción al servicio 5G a través de un proveedor de red integrado.

Uniendo dispositivos

La interfaz e interconexión de dispositivos IoT en una gran aplicación de atención médica requiere el uso de múltiples tecnologías de conectividad. Los administradores deben tener una arquitectura superpuesta que podría incluir computación perimetral en las instalaciones del hospital, recursos de computación en la nube para la conectividad con dispositivos remotos y, en ocasiones, conectividad local a través de Bluetooth desde un dispositivo IoT a un teléfono inteligente que actúa como retransmisión. La complejidad final de tal arquitectura depende completamente del nivel de heterogeneidad de las tecnologías inalámbricas incorporadas.