Системы ухода за пожилыми людьми сделали мониторинг пациентов важной областью исследований. Медицинская оценка состояния в этих системах использует беспроводные технологии для передачи жизненно важных показателей. Предлагаемая система измеряет физические параметры, такие как сердцебиение и температура тела пациента. Эта работа мотивирована разработкой эффективной беспроводной биометрической системы, которая одновременно отслеживает несколько параметров здоровья в данный момент времени и передаёт эту информацию в систему мониторинга пациентов для её постоянного хранения и дальнейшего анализа. Сейчас, для такого анализа и прогнозирования широко внедряются в медицинский мониторинг такие технологии, как цифровые двойники, которые позволяют ставить более точные диагнозы на основе ранее полученных и обобщённых данных. На основе этого может быть проведена оценка производительности всей системы.

Хотя для мониторинга состояния здоровья пациентов в отделениях интенсивной терапии с использованием проводных систем доступен широкий спектр методов, появление беспроводных технологий порождает новые модели, в которых для мониторинга параметров здоровья развёртываются беспроводные сенсорные сети, а полученные данные передаются на сервер и в цифровые двойники. Сейчас стала популярной архитектура, в которой для достижения таких целей используются беспроводные сенсорные сети Zig bee. Суть её достаточно проста и эффективна — если у пациента обнаруживается аномалия, то сигнал о дискомфорте организма пациента передаётся врачу через GSM-модуль прямо на смартфон.

В исследовательском, научном и технологическом сообществе большой интерес представляют беспроводные датчики и сенсорные сети. В связи с развитием технологий и соответствующим малоподвижным образом жизни в нынешнюю эпоху возросла потребность в хорошо оборудованных больницах и диагностических центрах. Непрерывный мониторинг стал необходимостью для точного анализа и лечения данного пациента. Это также создаёт возможность для квалифицированных врачей и медсестёр быть доступными для нескольких пациентов одновременно. Учитывая все эти аспекты, и разрабатываются беспроводные биометрические системы мониторинга пациентов.

Пациенты, поступившие в отделение интенсивной терапии, нуждаются в постоянном мониторинге своих физиологических параметров, таких как измерение температуры, частоты сердечных сокращений, артериального давления, ЭКГ, электроэнцефалография и тому подобные, с непрерывной передачей этих данных в кабинет врача. Предлагаемые в современных системах способы непрерывно контролируют сердцебиение и температуру тела пациента. Эти два параметра являются очень важными, поскольку они подвержены изменениям наиболее быстро, когда человек страдает от болезни. Температура тела является важным и регулируемым физиологическим параметром. Частота сердечных сокращений даёт представление о том, какие усилия затрачивает организм пациента. Именно для таких систем используется модуль приёмника Zig bee, который постоянно обновляет базу данных персонального компьютера, доступного на столе врача. Следовательно, врачу требуется один щелчок мыши, чтобы получить доступ к полной информации об истории болезни пациента, а также о текущем статусе его состояния. В отсутствие врача квалифицированная и опытная медсестра может мгновенно переслать информацию, на мобильный телефон врача (при условии, что не задействованы другие автоматизированные системы, прямо извещающие врача), и в то же время критические и важные решения могут приниматься в отсутствие врача средним медицинским персоналом. Подспорьем в принятии таких решений могут выступать облачные системы вычислений на основе цифровых двойников для каждого пациента.

Существующие системы тоже имеют проблемы, поскольку они являются беспроводными. Можно обозначить несколько основных:

– когда расстояние между наблюдаемым пациентом и системой мониторинга увеличивается, то может произойти потеря сигнала;
— многие параметры здоровья пациента не могут контролироваться после его/её выписки.

Следовательно, эти системы не могут быть использованы на индивидуальном уровне. Поэтому, чтобы преодолеть эти трудности, и предлагается новая система, основанная на датчиках Zig bee, представляющая собой технологию беспроводной сети, которая является установленным стандартом для беспроводных персональных сетей для непрерывного мониторинга данных и позволяет нам немедленно контролировать пациента. Если состояние пациента ухудшается, эта система может постоянно измерять его критические параметры и предупреждать врачей, медсестёр и близких ещё до наступления критического момента. Это действительно может обеспечить быстрое обслуживание и помочь спасти много жизней.

Эта технология снабжена рядом датчиков, которые отслеживают множество параметров здоровья человека, таких как кровяное давление, температура, ЭКГ, ЭЭГ и т.д. Обработанные данные этих параметров сравниваются с пороговыми значениями, установленными в цифровом двойнике, разработанном именно для этого пациента и передаются в систему мониторинга, доступную не только в кабинете врача, но и в облачном хранилище. Каждому пациенту изначально присваивается уникальный идентификатор, и, таким образом, врач идентифицирует конкретного человека, используя этот идентификатор для формирования эффективного курса корректирующих действий. Медсестра может отправлять отслеживаемые данные и статус конкретного пациента на мобильный телефон врача по беспроводной сети, или по электронной почте если он недоступен в данный момент времени или находится далеко за границей вне домашней сети. Таким образом, эта работа позволяет одновременно контролировать множество параметров у нескольких пациентов одновременно.

Также в дополнение к самой системе существуют системы самодиагностики и оценки производительности различных датчиков, чтобы отслеживаемые данные были более точными. Пациенту выгодно, чтобы была достигнута эффективная и точная передача информации в систему мониторинга. Это значительно повышает эффективность и качество медицинского администрирования.

Обычно, такие системы мониторинга включают в себя такие датчики, как датчик температуры и датчик сердцебиения, микроконтроллер, RFID-метку и считыватель, звуковой сигнал и разъёмы Zig bee. Они имеют возможность определять температуру пациента в режиме реального времени внутри больницы. Датчик сердцебиения предназначен для выдачи цифрового сигнала о сердцебиении, когда палец помещается внутрь зажима. Выход датчика сердечного ритма напрямую подключён к микроконтроллеру, где можно измерять частоту ударов сердца в минуту.

Zig bee — это одна из технологий беспроводной сети по определённому протоколу и представляет собой установленный набор спецификаций для беспроводной персональной сети. Дальность её действия в помещении обычно может достигать 400 м. Микроконтроллер PIC обеспечивает высокую производительность и очень низкое энергопотребление. RFID-метка определяет уникальный идентификационный номер пациента.

Микроконтроллер передаёт важные параметры, преобразованные в цифровую форму с помощью модуля zig bee. Таким образом, нет необходимости размещать ПК рядом с системой мониторинга — его можно разместить далеко, но в пределах досягаемости действия модуля. Если к модулю подключается GSM-передатчик, то данные сразу могут поступать в облачное хранилище или на сервер.
Такие инновационные разработки способствуют снижению затрат, усилий и времени по сравнению с традиционными системами.