أوضحت رسالة الدكتوراة التي قامت بها الدكتورة إيناس سليم أحمد المسلمي، الباحثة بكليه العلوم بالإسماعيلية جامعة قناة السويس، أن بيئة النظام الصحي بالمستشفيات تواجه أنظمة مراقبة المرضى العديد من التحديات الصعبة بما في ذلك النقل الموثوق للبيانات بطريقة موفرة للطاقة بالإضافة إلى المتابعة الدورية لبيانات المرضى.
واقترحت الرسالة آليات مبتكرة وجديدة لنقل موثوق لبيانات المرضى في شبكة منطقة الجسم اللاسلكية والتي ينبغي أن توفر إنتاجية عالية للبيانات وفي الوقت نفسه تحقق وقت انتقال منخفض واستهلاك منخفض للطاقة من خلال تنفيذ بروتوكولات التوجيه الموفرة للطاقة وبرتوكولات التوجيه التي تحقق الجودة في الخدمات.
وتضمنت الرسالة العمل على أربعة إسهامات:۔
أولا:- بروتوكول توجيه يوازن درجة الحرارة لمعيار شبكة منطقة الجسم اللاسلكية (WBAN).
يكمل هذا البرتوكول معيار شبكة منطقة الجسم اللاسلكية ويستغل عدم تجانس مستويات البيانات الموجودة في المعيار لتصنيف البيانات إلى ثلاث مستويات وفقا لمعيار شبكة منطقة الجسم اللاسلكية، حيث يتم تصنيف البيانات في هذا البروتوكول إلى ثلاث مستويات : البيانات العادية والتي يتم منحها الأولوية 5 والبيانات الحرجة والتي يتم منحها أولوية 6 وبيانات الطوارئ والتي تأخذ أولوية 7. يتم إرسال البيانات الحرجة وبيانات الطوارئ في قفزه واحده إلي المنسق
بينما البيانات العادية يتم إرسالها إلي المنسق في قفزتين عن طريق العقدة الأب والتي تقوم بجمع كل البيانات العادية من العقد وإرسالها إلي المنسق , يتم اختيار العقدة الأب بحيث تكون العقدة الأقرب إلي المنسق و الأعلى في الطاقة والأعلى في معدل نقل البيانات والأقل درجه حرارة .
ويتمثل التحدي الرئيسي الذي تناولته الرسالة هو تحقيق جودة الخدمة في هذه البيئة غير المتجانسة بالإضافة إلى ذلك السيطرة علي ارتفاع درجة حرارة العقد التي تودي إلى عدم الراحة للمريض مع الحفاظ على أداء عالي للشبكة من حيث إطالة عمر العقد وسرعة نقل عالية للبيانات.
البروتوكول المقترح يفترض أن الحرارة تنتقل من العقد الموجودة على الجسم إلى الجلد عن طريق التوصيل نموذج تدفق الحرارة من العقد إلى الجلد يمثل تحديًا كبيرًا، حيث أن هذا النموذج المستخدم لتدفق الحرارة يجب أن يكون واقعي حتى يحدد بدقة كمية الحرارة المنبعثة من العقدة إلى الجلد ويحدد أيضأ بدقه وقت انتقال درجة الحرارة الضارة من العقدة إلى الجلد لذلك يجب أن يأخذ نموذج التدفق الحراري في الاعتبار حالة الجلد مثل العرق والشحوم .. إلخ .
لذلك اقترحت، الدكتورة إيناس المسلمي، في هذه الرسالة برتوكول "THE" الذي يمثل الإسهام الثاني والذي يحقق التحسين المطلوب
يقدم برتوكول ""THE نموذج تدفق حراری فعال يصف بشكل مثالي تأثير ارتفاع درجة حرارة العقد على الجلد مع الأخذ في الاعتبار الحالات المختلفة للجلد من حيث العرق والشحوم للحصول على تقدير دقيق لدرجة الحرارة الضارة المنبعثة من العقد الى الجلد وتحديد الوقت الفعلي لانتقال تلك الحرارة الضارة إلى الجلد.
الهدف الرئيسي من هذا البرتوكول هو التحكم في ارتفاع درجة الحرارة التي تسببها العقد الموجودة على الجلد والتي قد تسبب ضرر للجلد وفي نفس الوقت فإنه يحافظ على أداء عالي للشبكة من حيث إطالة عمر العقد وسرعة نقل عالية للبيانات.
ولتحقيق هذه المقايضات يتم تصنيف البيانات إلى ثلاث مستويات كل مستوى له أولوية نقل متغيرة وهي البيانات الطارئة ذات الأولوية 7 والتي تعد أعلى أولوية وتليها البيانات الحرجة ذات الأولية 6 وأخيرا البيانات العادية ذات الأولوية 5.
يتم إرسال البيانات باستخدام قفزة واحدة أو قفزتين, تحدث حالة نقل البيانات بقفزتين من العقدة المرسلة للبيانات إلى العقدة الأب PN إلى المنسق الذي يقوم بدور الوسيط بين العقد والخادم الطبي.
يتم اختيار العقدة الأب PN بناء علي دالة المنفعة والتي تختار العقدة الأب بحيث تكون الأقرب إلى المنسق و الأعلى طاقة و الأعلى معدل نقل للبيانات والأقل درجة حرارة.
نقل البيانات من خلال العقدة الأب (قفزتين) يتم في حالة البيانات العادية بينما البيانات ذات الأولوية المرتفعة الطارئة والحرجة) يتم إرسالها إلي المنسق في قفزة واحدة.
برتوكول " "THEتم تصميمه لمراقبة المرضى غير المتحركين وهذا يعد قصور حيث أن حركة الإنسان شيء واضح ويجب أن يأخذ في الاعتبار، ومن الممكن أن يسبب قطع في الاتصال بين العقد والمنسق والتي تؤدي إلى ارتفاع معدل فقد البيانات لذلك لتصميم برتوكول توجيه فعال يجب الأخذ في الاعتبار حركة المريض أو تغيير وضعيته.
ومن ثم يأتي الإسهام الثالث في الرسالة "mobTHE" لسد الفجوة في التعامل السلس مع الاتصالات المتنقلة للعقد الموجودة على الجسم. يستخدم برتوكول "mobTHE " لمراقبة المرضى خارج المستشفى حيث أنهم يستطيعون الحركة بحرية وتحريك أطرافهم بشكل متغير.
يعالج برتوكول "mobTHE" مشكلة قطع الاتصال الناتجة من حركة العقد وفي نفس الوقت فإنه يحافظ على أداء عالي للشبكة من حيث تحقيق أعلى إنتاجية للبيانات وإطالة عمر العقد والمحافظة علي درجة حرارة منخفضة للعقد.
ولتحقيق هذه المقايضات المتوازنة يتم استخدام منسقين CN1 و CN2 كلاهما يعمل كخادم SCN للعقد القريبة منه وكجار NCN للعقد البعيدة عنه والتي تمكن من جمع البيانات من العقد المختلفة بشكل مستمر.
التزامن بين هذين المنسقين بطريقة توفر موارد الشبكة عن طريق الحد من إرسال البيانات المتكررة وتقليل معدل فقد البيانات تعتبر التحدي الرئيسي للحفاظ على أداء عالي الشبكة.
يحقق برتوكول mobTHE التزامن بين المنسقين عن طريق تقديم ألية تسليم جنيدة أثناء تنقل العقل و التغيير بين المنسقين استخدام آلية التسليم H0 تساعد في تقليل التكرار في البيانات وتقليل معدل فقد البيانات
نقل البيانات في برتوكول mobTHE يتكون من ثلاث حالات:۔
أولا:- ٹرسل الغد الغير متحركة بياناتها في قفزة واحدة الى المنسق الخادم الخاص بها SCN
ثانيا:- الغد المتحركة التي تتحرك في اتجاه أي من المنسقين ترسل بياناتها المنسق الأقرب لها
ثالثا: العقد المتحركة التي تتحرك بعيدا عن كلا المنسقين وتكون خارج نطاقهما. هذه الحالة تعد أسوء حالة حيث تفقد الغدة الاتصال مع كلا المنسقين وفي هذه الحالة ترسل الغدة بياناتها في قفزتين من خلال العقدة الأب والتي يتم اختيارها بواسطة الغدة المتحركة لنقل بياناتها إلي المنسق الأقرب العقدة الأب يتم اختيارها عند المطلب بواسطة العقدة المتحركة التي فقدت الاتصال مع كلا المنسقين لنقل بياناتها فقط بدلا من نقل بيانات جميع الغد وهذه الطريقة تحافظ علي طاقة العقد الأب وكذلك العقدة المتحركة.
بيانات العقد الطبية وخاصة في حالات الطوارئ يجب أن يتم نقلها بسرعة عالية وبأقل تأخير ووقت انتقال منخفض جدا ليس فقط من العقد إلى المنسق ولكن أيضا من المنسق إلى الخادم الطبي ولذلك فهي تحتاج إلى شبكة تلبی هذه الاحتياجات لتحقيق الاتصال بين المنسق والخادم الطبي.
أفضل شبكة تلبي هذه الاحتياجات هي شبكة الجيل الخامس 5G ومن هنا تظهر المرحلة الرابعة في الصورة وهي الخطة المستقبلية والتحديات المتوقعة لأنظمة الرعاية الصحية الشبكة منطقة الجسم اللاسلكية عبر شبكات الجيل الخامس 5G و التي توضح دور تقنية الجيل الخامس في تطبيقات الرعاية الصحية الشبكة منطقة الجسم اللاسلكية خاصة في حالات الطوارئ وكيف يساعد هذا التكامل بين شبکه منطقة الجسم اللاسلكية WBAN وتقنية الجيل الخامس 5G
في تطوير أنظمة الرعاية الصحية الالكترونية من خلال ضمان موثوقية ووقت انتقال منخفض وسريع للغاية للبيانات مما يساعد في المتابعة الدورية لبيانات المرضى
أيضا يتم تقديم خطة مستقبلية الاستخدام الشبكات غير الأرضية NTN (Non-Terrestrial Network ) مع شبكة منطقة الجسم اللاسلكية WBAN حتى تتعامل شبكة منطقة الجسم اللاسلكية كجهاز انترنت الأشياء يتصل مباشرة مع الخادم الطبي من خلال القمر الصناعي دون الحاجة محطة أرضية
