آخرین اخبار

/index.php/fa/اخبار/58-جزئیات-بومی‌سازی-فناوری-رایانش-ابری

جزئیات بومی‌سازی فناوری رایانش ابری

به گزارش ایتنا از مهر،مجید محمدزاده با اشاره به حرکت کشورهای پیشرفته برای بهره‌گیری از ...

/index.php/fa/اخبار/38-درآمد-زایی-اینترنت-اشیا-به9-8-تریلیون-دلار-می-رسد

درآمد زایی اینترنت اشیا به9/8 تریلیون دلار می رسد

ظهور اینترنت، تحولی بزرگ در جهان ایجاد کرد و با توجه به میزان استقبال مردم از آن، ...

/index.php/fa/اخبار/40-itu-نخستین-استاندارد-برای-کلان‌داده‌ها-را-تدوین-کرد

ITU نخستین استاندارد برای کلان‌داده‌ها را تدوین ...

اتحادیه بین‌المللی ITU وابسته به سازمان ملل متحد که سال‌هاست با کار بر روی مباحث فنی ...

/index.php/fa/اخبار/39-اینترنت-اشیاء-در-خدمت-تلویزیون‌های-سامسونگ

اینترنت اشیاء در خدمت تلویزیون‌های سامسونگ

تاکنون تلویزیون، تنها وسیله‌ای برای مشاهده برنامه‌های تلویزیونی و فیلم‌های سینمایی ...

"اینترنت اشیا" و سلامت هوشمند، مزایا و چالش های رو به رو

زهرانمازی 1، نفیسه کلانتری2، سید علیرضا نظام الحسینی3
1- کارشناس مهندسی برق، کارشناس فنی شرکت توسعه ارتباطات دانافن مبین
2- کارشناس ارشد مهندسی برق، کارشناس فنی شرکت توسعه ارتباطات دانافن مبین
3- دکتری مهندسی برق، کارشناس فنی شرکت توسعه ارتباطات دانافن مبین

 

خلاصه

شکل نوین استفاده از اینترنت امروزه با عنوان "اینترنت اشیا" در میان کاربران شناخته شده است. در فن‌آوری "اینترنت اشیا" تمامی اشیا با داشتن یک آدرس اینترنتی منحصربه‌فرد قابلیت اتصال به اینترنت را دارند. بر طبق آمارهای مختلف تعداد ابزارهای متصل به اینترنت هر ساله افزایش می‌یابد و بستر مناسب‌تری برای استفاده از "اینترنت اشیا" فراهم می‌شود. فن‌آوری "اینترنت اشیا" و  ارتباط ماشین با ماشین در حالت ارتباط دستگاه‌ها و حجم داده‌های جابجا شده و داده‌های ذخیره‌شده متفاوت می‌باشند. "اینترنت اشیا" کاربردهای بسیاری در حوزه‌های مختلف دارد که یکی از کاربردهای آن حوزه سلامت است. به صورت کلی کاربران "اینترنت اشیا" در حوزه سلامت را به سه دسته کاربران عمومی، کاربران ورزشکار و کاربران بیمار می توان تقسیم کرد. در این مقاله به بررسی کاربردهاو کارکردهای "اینترنت اشیا" در حوزه سلامت می‌پردازیم. همچنین چالش‌های پیاده سازی "اینترنت اشیا" را به صورت کامل بررسی خواهیم کرد. همچنین پیاده‌سازی یک سیستم "اینترنت اشیا" و سلامت به صورت کامل مورد بررسی قرار می گیرد.

 

1. مقدمه

با گسترش روزافزون اینترنت، شاهد حضور گسترده آن در تمامی حوزه‌های زندگی افراد هستیم. تاکنون کاربرد اصلی استفاده از اینترنت، استفاده افراد به منظور گرفتن سرویس خاصی بوده است. اکنون شاهد شکل نوین استفاده از اینترنت هستیم که با عنوان "اینترنت اشیا" شناخته می‌شود. در "اینترنت اشیا" قابلیت اتصال اشیا از طریق اینترنت مهیا می‌شود.

 

2. "اینترنت اشیا"

اصطلاح " اینترنت اشیا" (IOT) اولین بار توسط کوین اشتون  در سال 1999 مطرح گردید. او جهانی را توصیف کرد که در آن هر چیزي، براي خود هویت دیجیتال داشته باشد و به کامپیوترها اجازه دهند آنها را سازمان‌دهی و مدیریت کنند.
از دید کوین اشتون "اینترنت اشیا" ابزاری است براي غلبه بر سلطه زمان و مکان. این دیدگاه براي نخستین بار توسط مرکز شناسایی خودکار و نشریات تحلیل بازار مرتبط با آن مشهور گردید. RFID به‌عنوان یک پیش‌شرط در این فن‌آوري در نظر گرفته می‌شود.

همچنین از دید دیگر "اینترنت اشیا" به محیطی اطلاق می‌شود که هر چیز اعم از انسان، حیوان و یا وسایل بی‌جان در آن دارای یک شناسه یکتا یا پروتکل اینترنتی (IP) می‌باشند که توانایی شناسایی، کنترل، فرستادن و انتقال داده به یکدیگر و پایگاه داده‌ مربوطه را دارند. داده‌های جمع‌آوری‌شده از اشیا توسط ابزارهای مختلفی از قبیل گوشی‌های تلفن همراه، انواع رایانه‌ها و تبلت‌ها قابل مشاهده خواهند بود. در صورت پیاده سازی "اینترنت اشیا" قابلیت انتقال اطلاعات میان اشیا گوناگون بوجود می آید. "اینترنت اشیا" حاصل همگرایی و تکامل سه عنصر اینترنت، فن‌آوری‌ بی‌سیم و سیستم‌‌های میکروالکترونیکومکانیکال است.
تعریفی که اتحاديه بین‌المللی مخابرات  از "اينترنت اشيا" دارد بدین صورت می‌باشد: در هر زمان، هر مکان، براي هر كسی ما اتصالی براي هر چيزي خواهيم داشت. ‏شکل 1 نشان‌دهنده ابعاد مختلف" اينترنت اشيا" می‌باشد.

1

شکل1- ابعاد "اینترنت اشیا"

 

مهم‌ترین نتیجه همه‌گیر شدن "اینترنت اشیا" قابلیت اتصال انواع اشیا و وسایل به دنیای مجازی است. لذا همه لوازم خانگی، اتومبیل‌ها، نوشت‌افزار و هر آنچه شما تمایل داشته باشید به اینترنت متصل می‌شود.

این ابزارها با اتصال به اینترنت، داده مورد نظر خود را ارسال و داده لازم را دریافت می‌کنند و در صورت نیاز به تغییر، یا خود شی و یا با اطلاع به مخاطب خود، تغییر لازم اعمال می‌شود. علاوه بر این ویژگی، امکان اتصال دو یا چند شی به یکدیگر از دیگر ویژگی‌هایی هست که می‌توان از آن یاد کرد.
پیامد اصلی "اینترنت اشیا" ارتباط درونی دستگاه‌ها است. در این حالت دستگاه‌ها با سازگاري و امنیت، به هوشمندي بالایی مجهز می‌شوند، بنابراین طرح "اینترنت اشیا" نیاز به شبکه ارتباطی دارد‏‏.

آمارهای اتحادیه‌های مختلف جهانی همان‌طور که در ادامه آورده شده است نشان‌دهنده افزایش تعداد اشیا متصل به اینترنت در سال‌های آینده و به دنباله آن افزایش استفاده از "اینترنت اشیا" است.(شکل 2). بنابر پیش‌بینی اینتل در سال 2020 بالغ بر 200 میلیارد شی از طریق "اینترنت اشیا" به یکدیگر متصل خواهند بود.

2شکل 2- آمارهای اتحادیه‌های مختلف جهانی- اشیا متصل به اینترنت در سال 2020

 

3. تفاوت M2M با IoT

تفاوت M2M (ماشین به ماشین) با IOT ("اینترنت اشیا") همان‌طور که در شکل ‏3 قابل مشاهده است، بدین صورت است که در سیستم‌های M2M دستگاه‌ها به صورت یک‌به‌یک با یکدیگر ارتباط دارند و عملاً داده‌های بسیار مابین دستگاه‌ها تبادل نمی‌شود و متعاقباً محلی برای ذخیره داده‌ها وجود ندارد. در سیستم‌های "اینترنت اشیا" تمامی داده‌های سنسورها یا دستگاه‌های ارسال‌کننده از طریق یک واسط اینترنت یا اینترانت به سرورها ارسال می‌شود و گیرنده‌ها (داشبوردها یا نرم‌افزارهای کاربردی) داده‌های مورد نیاز را از سرورها دریافت می‌کنند. بدین صورت حجم زیادی از داده در سرورها ذخیره می‌شود. در "اینترنت اشیا" می‌توان با انجام پردازش‌های متناسب اطلاعات ارزشمندی از داده‌های خام استخراج کرد.
در ‏شکل 4 معماری کلی "اینترنت اشیا" نشان داده شده است. به طور کلی یک سیستم "اینترنت اشیا" از سه بخش سرویس، شبکه و دستگاه تشکیل شده است.

3

شکل 3- تفاوت M2M با IOT

 

 

4

شکل 4- معماری کلی سیستم IOT

 

4. "اینترنت اشیا" و سلامت – سلامت هوشمند

"اینترنت اشیا" می‌تواند در زمینه‌های مختلف پزشکی از جمله سیستم مراقبت از راه دور بیماران، سیستم هشداردهنده موارد اورژانسی، برنامه‌های تناسب‌اندام، بیماری‌های مزمن و مراقبت از سالمندان مورد استفاده قرار گیرد. این موارد می‌تواند شامل سیستم اندازه‌گیری ضربان قلب، سیستم اندازه‌گیری فشارخون، سیستم‌های بررسی سلامت، ضربان‌سازهای مصنوعی و سمعک‌ها باشد.
در موارد پیشرفته‌تر دستگاه‌ها سیر درمان و داروها و مقدار آنها را نیز پایش می‌کند. همچنین برنامه‌هایی در "اینترنت اشیا" طراحی شده‌اند که به‌وسیله آن پزشک می‌تواند پس از ترخیص بیمار از بیمارستان، بیمار خود را تحت نظر داشته باشد.

 

4.1. دسته‌بندی کاربران ابزارهای سلامت هوشمند

ابزارهای سلامت هوشمند قابلیت استفاده توسط کاربران مختلف را دارد. جهت سهولت در مطالعه رویکردهای مختلف دستگاه‌ها می‌توان کاربران سلامت هوشمند را به صورت زیر دسته بندی کرد:
• کاربران عمومی
کاربران عمومی را می‌توان به‌طور خلاصه به دو دسته تقسیم کرد:
  o کاربران تحت مراقبت ویژه: از کاربران این دسته می‌توان به زنان باردار، نوزادان و سالمندان اشاره کرد. هدف عمده این کاربران، رصد علائم حیاتی است. استفاده این دسته کاربران برای مراقبت بیشتر و کمک به آنها قبل از رسیدن به شرایط حاد است.
  o کاربران عمومی که به حفظ سلامت و تناسب‌اندام خود اهمیت ویژه می‌دهند. امروزه بسیاری از مردم به تناسب‌اندام خود اهمیت می‌دهند. به همین استفاده از وسایل ورزشی در میان مردم بسیار رایج شده است. از جمله وسایل ورزشی می‌توان به دستگاه دراز نشست، تردمیل، کمربند لاغری، کفش پیاده‌روی و دستبندهای کنترل کالری و شمارنده قدم اشاره کرد. با استفاده از نرم‌افزارهای قابل نصب بر روی تلفن‌های هوشمند و همچنین قابلیت اتصال دستگاه‌ها به شبکه، تمامی فعالیت‌های فیزیکی قابل پیگیری و رصد کردن است.
• کاربران ورزشکار
استفاده از ابزارهای سلامت هوشمند در میان کاربران ورزشکار عموما به دو دلیل می‌باشد:
  o کنترل حرکات ورزشی: مربیان ورزشی تمایل دارند بتوانند به صورت دقیق حرکات ورزشکاران را کنترل کنند. این به دلیل کنترل انجام دقیق حرکات و همچنین جلوگیری از آسیب ورزشکاران است.
  o رصد کردن علائم حیاتی یک بیمار علاقمند به ورزش        
• کاربران بیمار
یکی از مهم‌ترین کاربردهای استفاده از "اینترنت اشیا" در بخش سلامت، رصد کردن علائم حیاتی و همچنین پارامترهای خاص افراد مبتلا به بیماری‌های مزمن و شایع است. از بیماری‌های شایع می‌توان به بیماری‌های قلبی، بیماری‌های دستگاه تنفس و دیابت اشاره کرد.
به‌منظور کاهش هزینه‌ها و افزایش مراقبت بیماران روزبه‌روز بر میزان استفاده از دستگاه‌های سلامت هوشمند اضافه می‌شود. تمایل انسان‌ها به گذران زندگی روزمره بدون نگرانی و اطمینان از داشتن نظارت و همچنین عدم تمایل برای گذران روزهای طولانی در بیمارستان و حتی تمایل تعدادی از بیماران برای زندگی در شهرهای کوچک و یا روستاهای بدون داشتن امکانات پزشکی پیشرفته نیز از جمله عوامل استفاده از ابزارهای هوشمند سلامت می‌باشد.

 

4.2. کارکردهای"اینترنت اشیا" و سلامت

به‌طورمعمول، راه‌حل "اینترنت اشیا" و سلامت شامل کارکردهای زیر است:
1- جمع‌آوری علائم حیاتی به صورت پیوسته: علائم حیاتی شامل فشار خون، ضربان قلب، دمای بدن و تنفس با استفاده از ابزار هوشمند مجهز به سیستم ارتباطی به صورت پیوسته در تمامی ساعت‌های شبانه روز جمع‌آوری شده و ذخیره می‌شوند.
2- جمع‌آوری علائم حیاتی به صورت دوره‌ای: علائم حیاتی شامل فشار خون، ضربان قلب، دمای بدن و تنفس با استفاده از ابزار هوشمند مجهز به سیستم ارتباطی به صورت دوره‌ای و در زمان‌های قابل تنظیم در تمامی ساعت‌های شبانه روز جمع‌آوری شده و ذخیره می‌شوند.
3- جمع‌آوری پارامترهای خاص مرتبط با بیماری‌های مزمن و شایع به صورت پیوسته: پارامترهای خاص مرتبط با بیماری‌های مزمن و شایع از جمله قندخون، چربی خون، درصد آب بدن، سطح استرس و احتمال تشنج با استفاده از ابزار هوشمند مجهز به سیستم ارتباطی به صورت پیوسته در تمامی ساعت‌های شبانه روز جمع‌آوری شده و ذخیره می‌شوند.
4- جمع‌آوری پارامترهای خاص مرتبط با بیماری‌های مزمن و شایع به صورت دوره‌ای: پارامترهای خاص مرتبط با بیماری‌های مزمن و شایع از جمله قندخون، چربی خون، درصد آب بدن، سطح استرس و احتمال تشنج با استفاده از ابزار هوشمند مجهز به سیستم ارتباطی به صورت دوره‌ای و در زمان‌های قابل تنظیم در تمامی ساعت‌های شبانه روز جمع‌آوری شده و ذخیره می‌شوند.
5- پیگیری و نظارت: تمام اشیاء (مردم، تجهیزات پزشکی و غیره) و ظرفیت‌های ارتباطی آنها با دستگاه‌های شبکه حسگر بی‌سیم به‌صورت 24 ساعت هفت روز هفته قابل‌ سنجش بوده و توسط صفحه شناسایی که در همه مکان‌ها وجود دارد و ظرفیت بالای ارتباطی، پیگیری و نظارت می‌شوند.
6- خدمات از راه دور : حوزه سلامت و خدمت‌رسانی به زندگی به‌عنوان‌مثال اورژانس و کمک‌های اولیه، آموزش و بهداشت محل سکونت، مدیریت رژیم غذایی و دارو، پزشکی از راه دور و تشخیص از راه دور، شبکه‌های اجتماعی سلامت و غیره می‌تواند از راه دور از طریق اینترنت و دستگاه‌های بهینه ارائه شود‏.
7- مدیریت اطلاعات: توسط ارتباط جهانی "اینترنت اشیا"، تمام اطلاعات بهداشت و درمان (پشتیبانی، تشخیص، درمان، بهبود، دارو، مدیریت، امور مالی و حتی فعالیت‌های روزانه) می‌تواند در کل زنجیره ارزش جمع‌آوری، مدیریت و مورد استفاده قرار گیرند. داده‌ها را می‌توان به صورت گزارش‌های جزئی و دسته‌بندی به تفکیک بیماری‌ها، شهر، استان، زمان، بیمار و پزشک از سیستم دریافت کرد.
8- ارسال محتوای هوشمند به کاربر: سیستم این قابلیت را دارد که با توجه به علائم حیاتی و پارامترهای خاص مرتبط با بیماری‌های مزمن و شایع جمع‌آوری شده هر شخص و با توجه به سطوح آستانه تعریف شده برای آنها، در صورتی آشکار شدن علائم بیماری، صفحه کاربری شخص را با توجه به آن تغییر داده و مقالات و یا فیلم‌های آموزشی مرتبط با آن بیماری را یه صورت خودکار بر روی صفحه کاربر ارسال ‌کند.
9- یکپارچگی بین سازمانی: با کمک "اینترنت اشیا" سیستم اطلاعات یکپارچه بین‌ سازمانی قابل حصول است. این ویژگی قابلیت امکان دستیابی افراد مجاز (پزشک، پرستار، رادیلوژیست و فیزیوتراپ) به تمامی اطلاعات پزشکی یک بیمار در محل‌های مختلف (بیمارستان‌ها و مطب پزشکان) را می‌دهد.

5

شکل 5- سناریو برنامه "اینترنت اشیا" بهداشت و درمان ‏

 

4.3. مزایای "اینترنت اشیا" و سلامت

استفاده از "اینترنت اشیا" در حوزه سلامت مزیت‎های بسیاری دارد که در ادامه به معرفی تعدادی از آنها می‌پردازیم.
• کاهش هزینه‌های بسیار زیاد درمانی
بخش درمانی در هر کشور بخش قابل توجهی از هزینه‌های آن کشور را شامل می‌شود. برای مثال سرانه هزینه سلامت در جمهوری اسلامی ایران 6٪ از تولید ناخالص داخلی معادل مبلغ 836$ است‏. در صورت استفاده از "اینترنت اشیا" در حوزه سلامت می‌توان این هزینه را به میزان قابل توجهی کاهش داد. اداره ارتباطات دولت فدرال  آمریکا پیش‌بینی کرده است که با کاهش بستری بیماران در بیمارستان کاهش عفونت‌های حاصل از آن و پایش از راه دور بیماران به‌طور متوسط به ازای هر بیمار 12$ آمریکا کاهش هزینه‌ها خواهند داشت.        
• کاهش آمارهای مرگ‌ومیر بر اثر عفونت‌های بیمارستانی
تحقیقات انجام‌شده در آمریکا نشان می‌دهد که هر سال حدود دو میلیون نفر دچار عفونت‌های بیمارستانی می‌شوند و حدود 90000 نفر از آنها جان خود را از دست می‌دهند. عفونت‌های بیمارستانی مدت بستری بودن بیماران را به‌طور متوسط هفت تا نه روز اضافه می‌کند که سالانه در آمریکا حدود 35 میلیارد دلار از بودجه بیمارستان‌ها صرف رسیدگی به این عفونت‌ها می‌شود‏. آمار دقیقی از این موضوع در ایران وجود ندارد اما میزان شیوع عفونت‌های بیمارستانی در کشور ما به‌طور میانگین بین ۱۰ تا ۱5 درصد (حدود 6۰۰۰۰۰ نفر در سال) برآورد می‌شود. با کاهش مدت‌زمان بستری شدن بیمار در بیمارستان و پایش از راه دور بیمار می‌توان کاهش عفونت‌های بیمارستانی و مرگ بدین واسط و همچنین کاهش هزینه‌ را انتظار داشت.
• کاهش مرگ‌ومیر جهانی
بر طبق آمارهای منتشرشده سازمان بهداشت جهانی  (جدول 1) سالانه تعداد بسیار زیادی از مرگ‌ومیر در انسان‌ها بر اثر بیماری‌های مختلف است. ایران نیز از این قاعده مستثنا نیست.

 

جدول 1- ده علت مهم مرگ‌ومیر در کشورها با درآمد متوسط  در سال 2008 ‏‏‏‏

table 1

 

شکل 6 عوامل خطر در بزرگسالان در ایران و منطقه را قند خون بالا، فشارخون بالا، چاقی و مصرف دخانیات در میان زنان و مردان نشان داده است. در این شکل درصد هر یک از عوامل نیز آورده شده است. ‏

 

6

شکل 6- عوامل خطر در بزرگسالان در ایران و منطقه

 

شکل 7 ده علت مهم مرگ‌ومیر در کشور ایران و روند تغییرات آن از سال 2000 تا سال 2012 را نشان می‌دهد.

 

7

شکل7- ده علت مهم مرگ‌ومیر در کشور ایران و روند تغییرات آن از سال 2000 تا سال 2012

 

تمامی این آمارها و گزارش‌ها نشان‌دهنده زیاد بودن مرگ‌ومیر بر اثر بیماری در کشور ایران می‌باشد. در صورت تشخیص به‌موقع بیماری و یا پایش بیماران آمار مرگ‌ومیر جهانی کاهش خواهد داشت. پایش بیماران به‌عنوان یک گام ضروری برای دستیابی به عدالت در سلامت است.
با آگاهی از آمار زیاد مرگ‌ومیر بر اثر بیماری، آمار مرگ‌ومیر بر اثر بستری بودن در بیمارستان و عفونت‌های بیمارستانی و صرف هزینه‎های بسیار زیاد جهت درمان و هزینه‌های بستری بیماران در جهان، نیاز به راهکارهایی جهت دور نگاه داشتن بیمار از بیمارستان، ارتباط بیشتر بین بیمار و پزشک و درنتیجه کاهش آمار مرگ‌ومیر و صرفه‌جویی در هزینه‌ها در میان جوامع علمی و تحقیقاتی جهان احساس شد. استفاده از "اینترنت اشیا" در سلامت به‌عنوان یک راه‌حل در این زمینه مورد توجه بسیار قرار گرفته است.

 

4.4. چالش‌های پیش رو در "اینترنت اشیا"

به منظور پیاده‌سازی "اینترنت اشیا” چالش‌های بسیاری وجود دارد. مطالعات و تحقیقاتی بسیاری جهت رفع این چالش‌ها انجام شده است. در ادامه به طور خلاصه چالش‌های پیش روی "اینترنت اشیا" مورد بررسی قرار می‌گیرد.

4.4.1. استانداردسازی

در زمینه سلامت و درمان، تولیدکنندگان بسیاری هستند که محصولات و دستگاه‌های متنوع تولید می‌کنند. همچنین تولیدکنندگان جدید نیز برای پیوستن به این فن‌آوری وارد عرصه شده‌اند. تولیدکنندگان محصولات سلامت و درمان از قوانین، مقررات و پروتکل‌های یکسان برای تولید محصولات خود استفاده نمی‌کنند. حل این مسئله نیازمند تلاش و همکاری جهت استانداردسازی دستگاه‌های متنوع این حوزه است. به‌عنوان‌مثال، یک گروه می‌توانند به‌صورت اختصاصی فن‌آوری سلامت بر اساس "اینترنت اشیا" را استاندارد کنند. به‌منظور استانداردسازی باید طیف گسترده‌ای از موضوعات مانند لایه ارتباطات و پشته پروتکل، شامل لایه‌های فیزیکی (PHY) و کنترل دسترسی به رسانه (MAC)، رابط‌های دستگاه، رابط تجمیع داده‌ها و رابط درگاه را در نظر داشت. مدیریت خدمات ارزش‌افزوده‌های مختلف از جمله پرونده الکترونیکی سلامت مسئله دیگر استانداردسازی است. مدیریت خدمات ارزش‌افزوده در اشکال مختلف، از جمله مدیریت دسترسی و ثبت‌نام حرفه‌ای مراقبت‌های بهداشتی آورده می‌شود. سازمان‌های مختلف بهداشتی، درمانی و سازمان سلامت الکترونیک و "اینترنت اشیا" می‌توانند با یکدیگر همکاری کرده و دستگاه‌های سلامت بر اساس "اینترنت اشیا" را استاندارد کنند‏‏.


4.4.2. سیستم عامل

با توجه به پیچیدگی سرویس‌های ارائه شده در حوزه سلامت، بایستی یک سیستم‌عامل مناسب در این حوزه ارائه شود. برای ساختن یک بستر مناسب، یک رویکرد سرویس گرا  را می‌توان به‌صورتی در نظر گرفت که خدمات با استفاده از بسته‌های رابط‌ برنامه‌های کاربردی  مختلف مورداستفاده قرار گیرد. علاوه بر این برای ساخت یک پلت فرم‌ تخصصی، کتابخانه‌ و چارچوب مناسب باید طراحی شود به‌طوری‌که توسعه‌دهندگان و طراحان نرم‌افزار مراقبت‌های بهداشت و درمان بتوانند از اسناد داده شده، کد، کلاس‌ها، قالب پیام و سایر اطلاعات مفید به صورت مؤثر استفاده کنند. علاوه بر این، یک کلاس خاص از کتابخانه بیمار-گرا می‌تواند مفید باشد

 

4.4.3. تجزیه و تحلیل هزینه

پیش فرض اساسی محققان کم هزینه بودن خدمات بهداشت و درمان بر اساس "اینترنت اشیا" است. این در حالی است که هیچ مطالعه علمی دال بر این مدعا وجود ندارد. در این راستا، تجزیه‌وتحلیل هزینه خدمات بهداشت و درمان بر اساس "اینترنت اشیا" ضروری است.

 

4.4.4. روند توسعه نرم‌افزار

چهار مرحله اساسی در توسعه یک برنامه بر روی پلت فرم اندروید وجود دارد: راه‌اندازی، توسعه، رفع اشکال و تست و انتشار. به‌طورکلی روش‌های مشابه در سیستم‌عامل‌های دیگر نیز به کار گرفته می‌شود. در روند توسعه نرم‌افزار بهداشت و درمان، مشارکت متخصصان پزشکی برای اطمینان از کیفیت قابل‌قبول برنامه کاربری موردنیاز است. علاوه بر این، به‌روز‌رسانی منظم نرم‌افزارهای حوزه بهداشت و سلامت با توجه به پیشرفت‌های روز به روز علوم پزشکی، ضروری است.


4.4.5.  انتقال تکنولوژی

یکی از چالش‌های موجود در زمینه سلامت هوشمند، انتقال یک‌پارچه سیستم‌های قدیمی و راه‌اندازی آنها بر اساس "اینترنت اشیا" است. به بیانی دیگر سازمان بهداشت و درمان بایستی بتواند تمامی دستگاه‌ها و سنسورهای موجود در حوزه مراقبت و سلامت را برای استفاده در "اینترنت اشیا" با کمترین هزینه و زمان به‌روز‌رسانی کند. همچنین اطمینان از سازگاری و انعطاف‌پذیری در ادغام دستگاه‌های موجود با "اینترنت اشیا" ضروری است.


4.4.6. پروتکل‌های کم توان

دستگاه‌های بسیاری در سناریوهای "اینترنت اشیا" و سلامت وجود دارند. چنین دستگاه‌هایی باید از نظر مشخصه‌های خاموشی‌، خاموشی کامل، دریافت، انتقال اطلاعات و وضعیت ترکیبی، در میان دیگر دستگاه‌ها متمایز باشند. علاوه بر این، از نظر در دسترس بودن خدمات، هر لایه ارتباطی با چالش دیگری در مورد میزان توان مصرفی مورد نیاز مواجه است. به‌عنوان‌مثال پیدا کردن یک دستگاه با پروتکل مناسب که به توان مصرفی کمتری نیاز داشته باشد در عین حال از در دسترس بودن خدمات در لایه MAC  نیز اطمینان داشته باشد، مشکل است‏‏.


4.4.7. نوع شبکه

از لحاظ طراحی، شبکه "اینترنت اشیا" و سلامت می‌تواند از سه نوع باشد: معماری داده‌، سرویس و بیمار محور. در معماری داده محور، ساختار بهداشت و درمان به‌طورکلی می‌تواند بر اساس داده‌های سلامت جمع‌آوری‌شده، جدا شود. در معماری سرویس محور، ساختار بهداشت و درمان به مجموعی از ویژگی‌هایی که باید فراهم شود اختصاص داده می‌شود. در معماری بیمار محور، سیستم بهداشت و درمان با توجه به درگیری بیماران و اعضای خانواده افراد در نظر گرفته شده‌ برای درمان، مجزا شده است. در این راستا، پاسخ به این پرسش که چه نوع شبکه برای راه‌حل‌های مراقبت‌های بهداشتی بر اساس "اینترنت اشیا" مناسب است، یک چالش است‏.

 

4.4.8. مقیاس‌پذیری

شبکه‌های "اینترنت اشیا" بهداشت و درمان، برنامه‌های کاربردی، خدمات و پایگاه داده باید مقیاس‌پذیر باشند زیرا کارکرد آنها با اضافه شدن برنامه‌های کاربردی متنوع که حاصل از افزایش درخواست‌های افراد و سازمان‌های بهداشتی است، پیچیده‌تر می‌شود‏‏.


4.4.9.  نظارت پیوسته

با توجه به نیاز رصد کردن پارامترهای مختلف بیماران  به صورت پیوسته و بلندمدت (به‌عنوان‌مثال، یک بیمار مبتلا به یک بیماری مزمن)، بایستی معماری "اینترنت اشیا" قابلیت برآورده کردن این امکان را داشته باشد.


4.4.10. بیماری‌های جدید و ناهنجاری‌ها

گوشی‌های هوشمند به عنوان یک حدفاصل "اینترنت اشیا" و سلامت در نظر گرفته می‌شوند. اگرچه برنامه‌های مراقبتی بهداشت و درمان بسیاری وجود دارد و هر روز برنامه‌های جدید در حال اضافه شدن به لیست هستند، گرایش به سمت چند دسته از بیماری‌ها محدود شده است. فعالیت‌های تحقیق و توسعه برای انواع جدید بیماری‌ها و اختلالات ضروری است.


4.4.11. شناسایی

سازمان بهداشت و درمان به‌طورکلی با محیط‌هایی که بیش از یک بیمار دارند مواجه است که در این محیط‌ها سرویس‌های بایستی به بیماران ارائه شود. از این منظر، شناسایی و مدیریت اطلاعات بیماران لازم و ضروری است‏‏.


4.4.12.  مدل کسب و کار

استراتژی کسب‌وکار "اینترنت اشیا" و سلامت هنوز کاملا مشخص نشده است. دلایل عدم تکمیل مدل کسب و کار شامل مجموعه‌ای از عناصر با الزامات جدید مانند فرایندهای جدید عملیاتی و سیاسی، سیستم‌های زیرساخت جدید، مشتریان هدف توزیع‌شده و ساختارهای سازمانی تبدیل شده می‌باشد. علاوه بر این، پزشکان و پرستاران به‌طورکلی از یادگیری و استفاده از فن‌آوری‌های جدید اجتناب می‌کنند. بنابراین، نیاز فوری برای ارائه یک مدل کسب‌وکار مناسب وجود دارد‏‏.


4.4.13. کیفیت سرویس

خدمات بهداشت و درمان بسیار حساس بوده و نیاز به تضمین کیفیت سرویس از نظر پارامترهای مهم از قبیل قابلیت اطمینان، نگهداری و سطح خدمات دارد. در این راستا، اندازه‌گیری کمی هر پارامتر در چارچوب شبکه "اینترنت اشیا" و سلامت مفید است. علاوه بر این، در دسترس بودن و پایداری سیستم برای ارائه تضمین کیفیت سرویس اولویت دارد.


4.4.14. امنیت و حفاظت از داده‌ها

درحالی‌که امنیت در اینترنت بسیار مهم است، امنیت در "اینترنت اشیا" را باید در تمامی سطوح کاملا بررسی کرد. امنیت باید به صورت ابتدا تا انتها در نظر گرفته شود: امنیت در رمزگذاری داده‌ها در دستگاه‌ها، امنیت در رمزگذاری داده‌ها در مسیر انتقال (شبکه)، امنیت برای داده جمع‌آوری شده توسط سنسورها، امنیت در جمع‌آوری داده از طریق شبکه و امنیت داده‌های ذخیره شده روی پایگاه‌های داده‌ و امنیت در سرویس مورد ارائه.
حفاظت از اطلاعات سلامت جمع‌آوری شده از سنسورها و دستگاه‌های مختلف از دسترسی‌های غیرقانونی بسیار مهم است. در غیر این صورت اطلاعات مهم شهری، سلامت و خانه‌ها در اختیار هکرها قرار می‌گیرد. بنابراین، سیاست‌های دقیق و معیارهای امنیتی فنی باید برای به اشتراک‌گذاری داده‌های بهداشتی با کاربران مجاز، سازمان‌ها و برنامه‌های کاربردی معرفی شود. معرفی یک الگوریتم بهینه برای همکاری بین حفاظت، تشخیص و انجام واکنش برای جلوگیری از حملات مختلف، تهدید و آسیب‌پذیری یک چالش است. مشکلات متعدد بررسی شده در این زمینه به شرح زیر خلاصه شده است.
• امنیت منابع کارآمد
به دلیل محدودیت منابع (توان مصرفی، پردازش و حافظه)، طرح‌های امنیتی "اینترنت اشیا" باید برای به حداکثر رساندن عملکرد امنیتی با حداقل منابع مصرف طراحی شود.
• امنیت فیزیکی
ممکن است یک مهاجم با دستکاری فیزیکی دستگاه‌های سلامت و استخراج کدهای رمزنگاری، برنامه را تغییر داده و یا دستگاه‌ها را با نوع مخرب آن جایگزین کند. بنابراین، دستگاه‌ها باید دارای بسته‌بندی مقاوم باشند.
• مسیریابی امن
با حضور "اینترنت اشیا" حجم داده‌های جابجا شده در شبکه افزایش خواهد داشت. پروتکل‌های مسیریابی شبکه "اینترنت اشیا" و سلامت به حملات دستگاه ضبط اطلاعات –که به صورت غیر عادی در مسیر قرار گرفته‌اند- حساس هستند. بنابراین، روش‌های مناسب مسیریابی و انتقال در زمان واقعی و یا ارتباطات زمان نیمه واقعی در شبکه مورد نظر حیاتی هستند‏.
• شفافیت داده
دستگاه‌های پزشکی "اینترنت اشیا" با داده‌های سلامت شخصی که ممکن است در خدمات ابر "اینترنت اشیا" استفاده شوند در ارتباط هستند. بنابراین، سرویس‌های اطلاعات شفاف باید طراحی و توسعه داده شود به صورتی که چرخه زندگی از داده‌های شخصی را بتوان ردیابی کرده و استفاده از داده‌ها قابل کنترل باشد.
• امنیت داده‌های حجیم "اینترنت اشیا"
سنسورها و دستگاه‌های پزشکی مقادیر زیادی داده‌ سلامت تولید می‌کنند. بنابراین بایستی داده‌های جمع‌آوری شده به‌صورت امن ذخیره شوند. معیارهای امنیتی مناسب برای اداره کردن چنین داده‌هایی، از جمله انتقال داده،  نگهداری داده بدون از دست دادن قسمتی از آن، حفظ حریم خصوصی و محرمانگی باید ارائه شود.


4.4.15. پویایی

شبکه "اینترنت اشیا" حوزه سلامت باید توانایی پشتیبانی از جابجایی بیماران داشته باشد به‌طوری‌که آنها بتوانند در هر نقطه و در هر زمان به سرویس‌های ارائه شده دسترسی داشته باشند‏.


4.4.16. تجزیه و تحلیل درگاه شبکه

در فضای "اینترنت اشیا" حوزه سلامت، تجزیه‌وتحلیل درگاه مانند تجزیه‌وتحلیل درگاه دستگاه‌ها نقش مهمی دارد و می‌تواند ویژگی‌های دستگاه‌های درگاه را بهبود بخشد. تجزیه‌وتحلیل درگاه به این دلیل مهم  است که ترافیک جابجا شده در درگاه‌ها و گره‌های مرزی بیشتر از سایر نقاط شبکه است. در شبکه "اینترنت اشیا" سیگنالینگ بیشتر از داده است و بسیاری از تصمیم‌گیری‌ها و پردازش‌ها در درگاه‌ها و گره‌های مرزی شبکه انجام می‌شود. در این زمینه، نیاز به بررسی و تجزیه‌وتحلیل داده‌های سلامت برای کمک به طراحان سیستم برای بهینه‌سازی ترافیک داده و معماری شبکه "اینترنت اشیا" بهداشت و درمان وجود دارد‏‏‏.


4.4.17. اثرات زیست محیطی

به منظور تولید سنسورهای پزشکی از فلزات خاکی کمیاب و بعضا مواد شیمیایی سمی استفاده می‌شود. در نتیجه ارائه دستورالعمل‌های مناسب به منظور تولید، استفاده و دفع اصولی سنسورهای پزشکی مورد نیاز است‏‏. در صورت عدم رعایت این دستورالعمل‌ها، تاثیرات نامطلوبی بر روی کاربر و همچنین محیط زیست گذاشته می‌شود.

 

5. پلت‌فرم "اینترنت اشیا"

شکل 8 نشان دهنده پلت‌فرم "اینترنت اشیا" است.

 

8-2

 

شکل 8 - پلت‌فرم "اینترنت اشیا" 

 

هر یک از اجزا این شبکه به‌طور مجزا قابل‌بررسی و دارای تنوع هستند که در ادامه به‌صورت خلاصه هر بخش توضیح داده خواهد شد:
1- سنسورها

توانایی تشخیص تغییرات در وضعیت فیزیکی اشیا برای ثبت تغییرات محیط ضروری است. در این راستا، سنسور یک نقش محوری در پل زدن بر روی شکاف بین دنیای فیزیکی و مجازی را ایفا کرده و اشیا را قادر به پاسخگویی به تغییرات محیط اطراف می‌کند. سنسورها داده‌ها را از محیط اطراف جمع‌آوری کرده، تولید اطلاعات می‌کنند و سطح آگاهی را بالا می‌برند. به عنوان مثال، سنسور در یک ژاکت الکترونیکی می‌تواند اطلاعات در مورد تغییر درجه حرارت خارجی را جمع‌آوری کرده و پارامترهای ژاکت را بر این اساس تنظیم کند. از سنسورهای رایج این حوزه می‌توان به سنسور اندازه‌گیری ضربان قلب، سنسور اندازه‌گیری سیگنال قلب، سنسور اندازه‌گیری دما و سنسور ژیروسکوپ  اشاره کرد.
2- گوشی هوشمند
  • سیستم‌عامل اندروید
  • سیستم‌عامل IOS
  • سیستم‌عامل Windows
3- درگاه
4- واسط 1: واسط ارتباطی مابین سنسور و گوشی هوشمند
5- واسط 2:واسط ارتباطی مابین سنسور و درگاه
6- واسط 3:واسط ارتباطی مابین گوشی هوشمند و سرور مرکزی
7- واسط 4:واسط ارتباطی مابین درگاه و سرور مرکزی
فن‌آوری‌های مختلف ارتباطی در "اینترنت اشیا" و استفاده آن در هر یک از واسط‌های ذکر شده در جدول 2 آورده شده است.

 

جدول 2- فن‌آوری‌های مختلف ارتباطی در "اینترنت اشیا"

table 2

 

در شکل 9 میزان استفاده از تکنولوژی‌های مختلف با توجه به نظرسنجی صورت گرفته از فعالان حوزه "اینترنت اشیا" نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می‌شود در حدود 70 درصد متخصیص بر این باورند که WiFi در "اینترنت اشیا" استفاده خواهد شد.

 

9

شکل 9- میزان استفاده از تکنولوژی‌های مختلف با توجه به نظرسنجی صورت گرفته از فعالان حوزه "اینترنت اشیا"

 

8- شبکه ارتباطی مابین گوشی هوشمند و سرور مرکزی
  • اینترنت
  • اینترانت
9- شبکه ارتباطی مابین سرور واسط و سرور مرکزی
  • اینترنت
  • اینترانت
10- سرور مرکزی
11- واسط ارتباطی مابین سرور مرکزی و داشبورد
  • اینترنت
  • اینترانت
12- نرم‌افزارهای کاربردی
  • نرم‌افزارهای کاربردی قابل‌نصب بر روی گوشی‌های هوشمند سیستم‌عامل اندروید
  • نرم‌افزارهای کاربردی قابل‌نصب بر روی گوشی‌های هوشمند سیستم‌عامل IOS
  • نرم‌افزارهای کاربردی قابل‌نصب بر روی گوشی‌های هوشمند سیستم‌عامل Windows
  • نرم‌افزارهای کاربردی قابل‌نصب بر روی کامپیوتر
  • نرم‌افزارهای تحت شبکه  


6. نتیجه گیری

با ورود اینترنت مسیر زندگی انسان‌ها تغییرات بسیاری داشته که از آن جمله استفاده از دستگاه‌های دیجیتال و "اینترنت اشیا" می‌باشد. استفاده از "اینترنت اشیا" در حوزه های مختلف زندگی انسانها وارد شده است. "اینترنت اشیا" در حوزه سلامت می‌تواند تاثیرات بسیاری برای پیشگیری از بیماری‌ها، تشخیص سریع بیماری‌ها و کاهش آمار مرگ و میر در جهان و ایران شود. برای اجرای "اینترنت اشیا" باید چالش‌های پیش رو را در نظر داشت و آنها را رفع کرد، همچنین برای اجرای شبکه "اینترنت اشیا" باید سنسورها، واسط‌های ارتباطی و سرورهای مناسب طراحی و انتخاب کرد.