Plataforma para el desarrollo de sensores biomédicos inteligentes en sistemas de m-salud y su aplicación en pacientes crónicos y personas mayores

Abstract

En este trabajo se ha investigado e implementado una plataforma base que sirve para el desarrollo sistemático y eficiente de sensores biomédicos inteligentes en el ámbito de la e-Salud. La investigación y el desarrollo de la plataforma han sido abordados de forma integral asumiendo las diferentes perspectivas involucradas (hardware, software y comunicaciones), proporcionando frente a otras propuestas una serie de prestaciones: 1) un marco para la ejecución de múltiples aplicaciones en paralelo en un mismo dispositivo; 2) un procesado distribuido multicapa para una monitorización más robusta de las señales biomédicas: 3) un novedoso método para la actualización remota del software; 4) personalización y de adaptación de los métodos y aplicaciones al medio y al contexto mediante módulos de procesado encargados de encontrar los parámetros óptimos de funcionamiento de los algoritmos; 5) se potencia la sostenibilidad económica y la portabilidad de los sensores con algoritmos de procesado más sencillos que permiten emplear componentes más económicos y de menor tamaño; 6) una alta eficiencia energética mediante un esquema de procesado basado en la abstracción de la bioinformación y la detección de eventos de riesgo.

Para desarrollar las comunicaciones inalámbricas de la plataforma se ha propuesto un novedoso protocolo de acceso al medio que ofrece mejores prestaciones de consumo de energía y de retraso temporal que el estándar IEEE 802.15.4 y otros protocolos propuestos en la literatura. También se han diseñado, desarrollado y caracterizado un conjunto de antenas para soportar las comunicaciones de la plataforma en un entorno corporal. Los problemas y cuestiones planteados durante la caracterización experimental de las antenas fueron analizados y resueltos, lo cual permitió establecer un método para la caracterización de antenas integradas en sensores inteligentes alimentados mediante batería.

La plataforma ha sido validada mediante su aplicación en la investigación, diseño, implementación y validación de un conjunto de sensores biomédicos inteligentes que han sido desarrollados de forma sistemática utilizando como base la plataforma: 1) un sensor inteligente para la detección de caídas en personas mayores; 2) un sensor inteligente para la monitorización de la actividad física y la estimación del gasto metabólico; 3) un sensor inteligente para la estimación de la composición corporal; 4) un sensor inteligente para la medida no obstructiva del ritmo respiratorio. Además, la investigación realizada para cada uno de los sensores inteligentes ha dado lugar a nuevas aportaciones en cada uno de los sistemas de monitorización investigados y validados.