Redes wireless en servicios de salud

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58 Sistemas E l objetivo de este artí- culo es presentar el uso de tecnologías inalám- bricas en la prestación de servicios y cuidado de la salud. Se describen los concep- tos de redes con una retrospecti- va de la tecnología y se presentan estadios, característi- cas, aplicaciones e importancia clínica y criterios de evaluación para implantación. La tecnología inalámbrica puede ser una solución que aporte a los servicios de salud ventajas en crecimiento coherente, rapidez de información y mayor eficien- cia en las tareas de cuidado de la salud, beneficiando la gestión y calidad de atención para la población. Introducción En la realidad latinoamericana la búsqueda por un mejor nivel de vida está relacionada con nues- tro propio desarrollo. El avance de la tecnología y la globaliza- ción de su utilización en las diferentes actividades de la sociedad, busca brindar apoyo en ese sentido. El concepto de proteger la salud pública y mejorar el nivel de vida involucra toda una infraes- tructura. Un hospital, parte de esa infraestructura, es una orga- nización compleja, con relacio- nes de diversos profesionales y tecnologías, con un aporte importante en cada labor, para que ese concepto de salud públi- ca funcione. Las redes de computadores actualmente son usadas por la mayoría de las organizaciones, voz, video, datos convenciona- les, datos en tiempo real son Redes wireless en servicios de salud Javier Villamizar Ramírez El avance de la tecnología y su globalización en las diferentes actividades de la sociedad, busca brindar apoyo y mejor calidad de vida. dos

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El objetivo de este artí-culo es presentar el usode tecnologías inalám-bricas en la prestación

de servicios y cuidado de lasalud. Se describen los concep-tos de redes con una retrospecti-va de la tecnología y sepresentan estadios, característi-cas, aplicaciones e importanciaclínica y criterios de evaluaciónpara implantación.

La tecnología inalámbrica puedeser una solución que aporte a losservicios de salud ventajas encrecimiento coherente, rapidezde información y mayor eficien-cia en las tareas de cuidado de lasalud, beneficiando la gestión ycalidad de atención para lapoblación.

IntroducciónEn la realidad latinoamericana la

búsqueda por un mejor nivel devida está relacionada con nues-tro propio desarrollo. El avancede la tecnología y la globaliza-ción de su utilización en lasdiferentes actividades de lasociedad, busca brindar apoyoen ese sentido.El concepto de proteger la saludpública y mejorar el nivel devida involucra toda una infraes-tructura. Un hospital, parte deesa infraestructura, es una orga-nización compleja, con relacio-nes de diversos profesionales ytecnologías, con un aporteimportante en cada labor, paraque ese concepto de salud públi-ca funcione.

Las redes de computadoresactualmente son usadas por lamayoría de las organizaciones,voz, video, datos convenciona-les, datos en tiempo real son

Redes wireless enservicios de saludJavier Villamizar RamírezEl avance de la tecnología y su globalización en las

diferentes actividades de la sociedad, buscabrindar apoyo y mejor calidad de vida.

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transmitidos por estas redes, tor-nando los usuarios cada vez másdependientes de la disponibili-dad de estos recursos.

El objetivo de este artículo espresentar el panorama de la tec-nología inalámbrica y mostrar suaporte en la prestación de servi-cios de salud.

Una mirada a la tecnologíaCon la difusión de las redesWWAN (Wireless Wide AreaNetwork), redes inalámbricascompuestas por tegnologíasGSM/GPRS, Celulares 2G,CDPD, Mobitex, CDMA/1xRTT,

EDGE, UMTS de transmisión enel espectro electromagnéticodesde los 800 MHz hasta los 10GHz, para uso comercial, telefo-nía celular, servicios fijos porconcesión y regulamiento, tele-visión y microondas, nuevosretos de movilidad y aplicaciónenfrentan los gestores de tecno-logía, en la más variada gama deservicios.

En general para decidir por eluso de tecnologias Wireless ysoluciones de movilidad podría-mos preguntar cuál es el áreaque necesita cubrir el servicio[1].

Fuente: Fundación COTEC para la innovación tecnológica, 2005

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Usuarios en contacto directo conel cliente necesitan conectividadmóvil con tecnologías Bluetooth(ondas de radio) y IrDA (Infra-red Data Association) y WiFi(Wireless Fidelity), fidelidadinalámbrica con estándar detransmisión 802.11 de IEEE(institute electrical and electro-nics Engineers) operando en lafrecuencia de 2.4 GHz y obte-niendo velocidades de hasta 11Mbps.

De lo anterior podemos concluirque velocidad y alcance son fac-tores importantes a la hora deanalizar alternativas. Aun faltaanalizar la integridad de la infor-mación.

La banda de 2,4GHz (2,402 y2,480 GHz) destinada a transmi-sión Wireless, no necesita licen-ciamiento, pero esto tiene unprecio: los usuarios no estánprotegidos de interferencia deotros usuarios de la mismabanda.

Para evitar interferencia entrelos usuarios de la misma banda,equipos wireless usan la tecnolo-gía spread-spectrum, que evitainterferencia de envío y recibode emisiones de otros sistemasde radio; esto asegura a transmi-sión digital de datos modifican-do la señal al incrementar yexpandir el intervalo de frecuen-

cia entre 2MHz y 79 MHz.

El principio básico aplicado enradio frecuencia (RF) es unabanda de envío y recepción dedatos con un ancho que variadependiendo de la interferencia,pudiendo ajustar el espectro debanda, disminuyendo o aumen-tando el flujo de datos.

Dos tecnologías comercializadashoy son FHSS (Frequency Hop-ping Spread-spectrum) y DSSS(Direct sequence spread-spec-trum), con estándar de transmi-sión 802.11x de IEEE (instituteelectrical and electronics Engi-neers) regulado en 2001, sonmutuamente exclusivas, una nose comunica con la otra. Actual-mente el desarrollo de protoco-los como EAP (Extensibleauthentication Protocol) preten-de dar más seguridad en losdatos transmitidos medianteautenticación [2].

Sumario técnico de especificacionesWLAN <ver tabla 2>

Todos los sistemas transmiten enla banda de frecuencia 2.4GHz

Según indicadores de telecomu-nicaciones mundiales debatidosen la ITU (International teleco-municación Union), podemosconsiderar que redes móvilesITM-2000(3G) que incluyen(CDMA2000 1X, WCDMA,

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Aplicación e Importancia ClínicaVarias aplicaciones son encon-tradas para la tecnología desdeel entretenimiento hasta las ope-raciones militares, en salud las

redes Wireless además de poderintervenir directamente con elpaciente pueden ser usadas porun buen número de aplicaciones,entre ellas:

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CDMA2000 1xEV-DO, etc.), tie-nen capacidad de comunicaciónde datos con velocidad igual osuperior a 144 Kbps. En este

contexto ellas son denominadascomo Redes móviles de altavelocidad [3].

Tabla 2

Tecnologías móviles de alta velocidad.

Tabla 3

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- Órdenes de entrada y revisión.Profesionales pueden entrarórdenes de un paciente y trans-mitirlas directamente a la farma-cia del centro hospitalario.- Registro de acceso de pacien-tes, este incluye disponibilidadde resultados de laboratorio.Profesionales obtienen accesoinstantáneo al registro electróni-co de pacientes en el sistema deinformación del hospital confacilidad desde su localización.- Entrada de datos del paciente.Auxiliares y administrativos clí-nicos pueden actualizar en líneael registro de pacientes desdecualquier localización y habilitara otros clínicos para trabajar conla misma opción sin pérdida detiempo.- Monitorización de señales vita-les. Enfermeras y médicos pue-den monitorear señales vitalesde pacientes (ECG, temperatura,saturación de oxígeno) desde unsolo local.- Gestión de inventarios. El con-trol de inventarios puede seractualizado en tiempo real. [4]

La conveniencia de dispositivoswireless, PDA (personal digitalassistans) y biométricos (identi-ficación por huella digital) apun-tada por estudios publicados ainicios de 2006, en Nueva York,resaltan el hecho de poder serportátil y tener facilidad de ins-talación y movilidad, adicionan-

do información al sistema quesoporta tomas de decisión en as-pectos clínicos, esto alerta a losprofesionales de la salud a exigirsu ejecución [5]. Las caracterís-ticas y ventajas encontradas enestudios longitudinales en SantaClara, California, muestran estosdispositivos como una herra-mienta atractiva de administra-ción de información en progra-mas residentes [6].

Los estimativos ya habían apun-tado para el 2008 que un 90% delas computadoras portátiles ten-dría soporte de conexión WI-FI,estadística que pudo ser fácil-mente rebasada en el año 2005con un 95% [7].

Así podemos sugerir que losfabricantes de dispositivos ina-lámbricos están optando por estatecnología y un buen número demédicos usará alguno de ellospara asuntos clínicos o en tareasadministrativas, sin mencionarque otros profesionales usaranlos dispositivos para finalidadesde referencia, tales como obte-ner datos de la droga para el usodurante una consulta. Las tecno-logías inalámbricas se estándesarrollando y madurando, conesto el número de usuarios conti-nuará creciendo.

La decisión de implantar siste-mas inalámbricos va ligada a la

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movilidad de recursos y trasla-dos de servicios por demanda.Datos de pacientes siendo actua-lizados en línea pueden generarordenes para la farmacia de uncentro de salud, historiales clíni-cos pueden ser consultados paradiagnostico, Imágenes diagnosti-cas pueden ser consultadas paraevaluar posibles tratamientos,economizando tiempo de trasla-do y dinero en impresiones.

Las soluciones de videoconfe-rencia, apoyan perfectamentelabores de enseñanza en escuelasde medicina. Con respecto al usoen ambientes de cuidado intensi-vo, restricciones de uso delespectro deben ser tenidas encuenta, para evitar interferenciaelectromagnética que pueda per-judicar el funcionamiento de ins-trumentos biomédicos [8], [9].

Algunos casos de uso de la tecnologíaEmergencias Médicas

En España, Ingenieros presentanun sistema de telemonitorizaciónde pacientes en locales de emer-gencias médicas, diseñado para

comunicar al personal de laambulancia con especialistas enun hospital remoto. La arquitec-tura del sistema está basada enprotocolos de comunicación, SIP(Session Initiation Protocol) ySDP (Session Description Proto-col) que permiten hacer sesionesmulticolaborativas entre profe-sionales.

El sistema cuenta con: transmi-sión en tiempo real de las seña-les biológicas, incluyendo ECG(electrocardiograma), presiónsanguínea y saturación de oxige-no en la sangre, también poseesistemas para videoconferencia,transmisión de imágenes de altaresolución y otras facilidadescomo una pantalla multicolabo-rativa, Chat y acceso Web abases de datos.

Para simplificar su uso, disponede una interfase manos librescon reconocimiento de voz, ade-más de un sistema de filtraciónde ecos y ruido en el interior dela ambulancia. La arquitecturabásica de topología en estrellacon un agente de usuario SIP,establece conexiones con unMCU (Multipoint Control Unit)para mantener y liberar dialogoen la red. El sistema usa transmi-sión sobre una red móvil de altavelocidad de tecnología UMTS(Universal Mobile Telecommu-nication Systems) y empaqueta-

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miento de datos con programaspara transmisión en tiempo real[10]. UMTS está operando desde2001 en Europa en la banda de 2GHz licenciada, especialmentediseñada para propagación deRF, esta muestra eficiencia en elespectro y velocidad de transmi-sión superando la tegnologíaGSM [11].

Topologia de red de Hospitales porWireless

La telemedicina está brindandoun gran soporte a hospitales ycentros de estudio y enseñanzamédica de Latinoamérica, es elejemplo de hospitales de Sao Pa-ulo - Brasil que están usando vi-deoconferencia para analizar ca-sos en conjunto, aumentando elintercambio de conocimiento nosolo en el ámbito local sino in-ternacional, contribuyendo paradiagnósticos mas precisos.

Otras bondades de esta tecnolo-gía se encuentran en su aplica-ción en centros de video cirugía,microcirugía, artroscopia, simu-lación de situaciones críticas y

emergencias cardiovasculares,que interconectados transmitenpor videoconferencia para otroscentros y para publico presenteen varios auditorios de faculta-des y hospitales.

Otro punto importante es elaumento de la producción endiferentes servicios como: Imá-genes y exámenes diagnósticosque pueden ser transferidos evi-tando demoras en los procedi-mientos, además de acceso a ba-ses de datos y seguridad centra-lizada. En cuanto a la topologíala red esta compuesta por ante-nas RF funcionando en la bandalicenciada de 5,8 GHz transmi-tiendo a velocidades entre 10 y20 Mbps, bastante superior a lasconvencionales [12].

Criterios de evaluación de la tecnolo-gíaPresentamos varios factores crí-ticos al decidir por la tecnologíawireless, se debe preguntar sicada uno de los criterios a conti-nuación descritos es realmenteimportante o no en su proyecto.

- ¿Es aceptable la velocidad deun sistema wireless?Una WLAN puede entregar datosen una tasa de 11 Mbps o entasas más bajas. Una red Ether-net, tiene una velocidad típica detransmisión de datos de 100Mbps, y otras redes de alta velo-

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cidad (por ejemplo, ATM) tienenuna tasa de 150 Mbps. Sin em-bargo redes móviles de alta velo-cidad como UTMS pueden serrespuesta a necesidades específi-cas de transmisión de voz y vi-deo desde locales remotos entiempo real.

- ¿El costo más elevado dewireless es justificado?Ejecutar una aplicación wirelesscuesta comúnmente, considera-blemente más de lo que una apli-cación de red por cable, en elpresente. En consecuencia, lasfacilidades tendrán que determi-nar si el retorno sobre la inver-sión para tecnologías wirelessjustifica su compra. Sin embar-go, si usar una red LAN requierede instalación de cableado adi-cional, el costo de una WLANpuede ser el mismo o inferior alde una red LAN.

- ¿Los usuarios encontraran latecnología wireless aceptable? Por ejemplo, ¿los usuarios esta-rán dispuestos a sacrificar rela-ciones gráficas que están acos-tumbrados a tener? ¿pueden sernecesarias en algunos casos?Si los datos fuesen entregados endispositivos portátiles pequeños,¿los usuarios podrían encontrarlos datos que quieren, tal comoun PDA, si tienen una pantallamenor y una resolución limita-da? y ¿los usuarios estarán dis-puestos a recargar o cambiar la

batería de un dispositivo despuésde pocas horas?

- ¿Pueden los sistemas existen-tes integrarse a la tecnologíawireless? Si la respuesta es no, puedenecesitar soportar dos sistemasindependientes o ejecutar unaherramienta y/o el software adi-cional para hacer los sistemascompatibles.

- ¿Son el ancho de banda y lafrecuencia más importantesque costos escalabilidad (creci-miento coherente), tolerancia ala interferencia, y número deusuarios?Si la respuesta es si, puede esco-ger la tecnología DSSS, en casocontrario su elección es FHSS.

FHSS es usado con mayor fre-cuencia que DSSS porque esgeneralmente más barato, consu-me menos energía, requieremenos espacio físico, y soportanúmeros más elevados de usua-rios. Aún si la instalación inicialtiene un número pequeño deusuarios, FHSS es más escalableque DSSS, haciendo más fácil deadicionar nuevos usuarios en elfuturo.

Conclusiones

La tecnología Wireless puede seruna solución que aporte al sectorsalud ventajas en crecimiento

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coherente, rapidez de informa-ción, mayor eficiencia, más alláde ofrecer nuevos servicios ydistribuir recursos.

Para adquirir wireless, identifi-que sus necesidades, haga unpresupuesto, evalúe cuál es sumejor solución. Tenga en cuentarestricciones de frecuencia deoperación en su región, campoeléctrico generado y otros equi-pos que pueda afectar. Siempreque adquiera nueva tecnología,observe el soporte, manteni-miento, garantía, y ciclo de vida.

Palabras clave: Redes Inalám-bricas, Servicios de Salud.

Referencias

[1] FUNDACIÓN COTEC PARA LA INNO-VACION TECNOLOGICA, Wireless, Docu-mentos Cotec sobre oportunidades tecnoló-gicas n,22 ,marzo 2005, España. Disponi-ble: http://www.cotec.es/index.jsp?seccion=39&id=200505160017[2] THE INTERNATIONAL ENGINEERINGCONSORTIUM, "EAP Methods for 802.11Wireless LAN Security", Catalyzing Pro-gress in the information-industry and uni-versity communities, 2005, USA. Disponi-ble: http: //www.iec.org/online/tutorials/eap_methods/[3] International Telecomunication Union,"Indicadores clave sobre el sector de lastelecomunicaciones/TIC", febrero de

2005,Ginebra. Disponible: http://www.itu.int/ITU-D/ict/material/IndDef_s_v2005.doc [4] HEALTH DEVICES, Wireless LAN inhealth care, ECRI publications, 2001 JulyVol. 7, USA Disponible: http://www.ecri.org/Products_and_Services/Products/Health_Devices/Default.aspx[5] SCOTT E. W. Personal Digital Assis-tants, Wireless Computing, Smart Cards,and Biometrics:A Hardware Update for Cli-nical Practice, Journal of Obstetric, Gyne-cologic, & Neonatal Nursing, Volume 35Page 157 January 2006, USA. Disponible:http://www. ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=16466366&dopt=Abstract[6] BIRD B. S., LANE R.D., House officerprocedure documentation using a personaldigital assistant: a longitudinal study, BMCMedical Informatics and Decision Making,2006, 6:5, USA. Disponible: http://www.biomedcentral.com/1472-6947/6/5[7] THE REGISTER, Wi-Fi to be embeddedin 95% of notebooks by 2005, August 2003,UK. Disponible: http://www.theregister.co.uk/2003/08/05/wifi_to_be_embedded/[8] CHERYL I. SHAW; Robert M. Kacma-rek; Rickey L. Hampton; Vincent Riggi;Ashraf El Masry; Jeffrey B. Cooper;WilliamE. Hurford, Cellular phone interferencewith the operation of mechanical Ventila-tors, Crit Care Med 2004 De Crit; 32:928 -931, USA. Disponible: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=15071380&dopt=Abstract

Nota: Consultar las referencias 9,10, 11 y 12 en www.acis.org.co

Javier Villamizar Ramírez. Ingeniero de Sistemas de la Universidad Autónoma deColombia, Inteligencia artificial en el Politécnico José Antonio Echavarría de la Habana -Cuba. Actualmente hace Maestría en el Programa de Ingeniería Biomédica de la Univer-sidad Federal de Río de Janeiro - Brasil, línea de investigación Ingeniería de sistemas parala salud y simulación computacional. Experiencia de más de 4 años en diversos sectores deaplicación de la ingeniería en Colombia.