Desarrollo de un sistema para la gestión del procesado de información y las comunicaciones en sensores biomédicos

Abstract

En la era actual de la medicina impulsada por la tecnología, los sensores biomédicos se han convertido en una herramienta crucial para el seguimiento de la salud del paciente, el diagnóstico y la detección temprana de enfermedades. Asimismo, los avances en los sistemas de gestión de datos, la transmisión de la información y la optimización de los sistemas de salud, junto a la interconexión de dispositivos a través de IoT, permite al personal médico el análisis en tiempo real de la información. Sin embargo, a día de hoy, la interoperabilidad supone un desafío para la interconexión entre dispositivos médicos. A pesar de la existencia de estándares para la realización de una implementación normalizada, ninguno de ellos ha resultado ser ampiamente usado. Algunos de los motivos de la falta de éxito son la falta de infraestructura, la falta de colaboración entre fabricantes y propulsores de estándares, la complejidad de los estándares o la inexistencia de una tecnología de transmisión de información adecuada. Teniendo en cuenta esta problemática, este trabajo propone una solución para las comunicaciones en sensores biomédicos. Para ello, se hace uso de la familia de estándares IEEE 11073, una serie de estándares enfocados específicamente a la comunicación en sensores biomédicos, ofreciendo una amplia gama de posibilidades. En cuanto a la tecnología de comunicación, el presente trabajo hace uso de Bluetooth Low Energy, tecnología inalámbrica de área personal, de bajo consumo y muy utilizada en entornos IoT. La principal dificultad que entraña la integración de IEEE 11073 y Bluetooth Low Energy es que son incompatibles. Por lo tanto, se ha de buscar la adaptación de sus protocolos para integrar estos estándares. Este trabajo tiene como objetivo la creación de un sistema de comunicación entre una placa de evaluación Bluetooth Low Energy y un teléfono móvil siguiendo los estándares IEEE 11073. No se usa un sensor biomédico, sino que se usan distintos datos simulados de una medida de bioimpedancia para simular el funcionamiento de un sensor real. El trabajo presenta dos variantes para el envío de información, buscando ofrecer posibilidades y establecer un marco para el envío de datos genéricos. También se buscar detectar algunas mejoras en IEEE 11073, Bluetooth Low Energy y en la integración de ambas.

In the current era of technology-driven medicine, biomedical sensors have become a crucial tool for patient health monitoring, diagnosis, and early disease detection. Furthermore, advancements in data management systems, data transmission, and healthcare system optimization, along with device interconnectivity through IoT, enable real-time analysis of information by medical personnel. However, interoperability remains a challenge for interconnecting medical devices. Despite the existence of standards for standardized implementation, none of them have been widely adopted. Some reasons for the lack of success include infrastructure limitations, lack of collaboration among manufacturers and standardization proponents, the complexity of standards, or the absence of suitable information transmission technology. Taking this issue into account, this work proposes a solution for communication in biomedical sensors. To do so, it leverages the IEEE 11073 family of standards, a series of standards specifically focused on communication in biomedical sensors, offering a wide range of possibilities. As for the communication technology, this work utilizes Bluetooth Low Energy, a wireless personal area technology known for its low power consumption and widespread use in IoT environments. The main challenge lies in the integration of IEEE 11073 and Bluetooth Low Energy as they are incompatible. Therefore, the adaptation of their protocols is required to integrate these standards. The objective of this work is to create a communication system between a Bluetooth Low Energy evaluation board and a mobile phone following the IEEE 11073 standards. Instead of using a biomedical sensor, simulated data from bioimpedance measurements is used to simulate the operation of a real sensor. The work presents two variants for information transmission, aiming to provide possibilities and establish a framework for sending generic data. Additionally, improvements in IEEE 11073, Bluetooth Low Energy, and their integration are sought to be detected.