الرئيسية - المساحة الإخبارية - استخدام الإنترنت الضوئي Li-Fi في مجال الرعاية الصحية

استخدام الإنترنت الضوئي Li-Fi في مجال الرعاية الصحية

تخيّل أنه بإمكاننا تقليص وتخفيض كميّة الأسلاك والتّوصيلات المُستخدمة من أجل قياس الإشارات الحيوية للمَرضى في غُرف المُستشفيات وخصوصاً في غرف العناية المشددة، تبدو فكرة جيدة جداً، خصوصاً من ناحية تأمين راحة إضافية للمريض، وتسهيل تنقلات وحركة الفريق الطبي. هذه الفكرة ليست بجديدة، وتم دراستها سابقاً، ويُمكن تنفيذها من حيث المبدأ عبر استخدام دارات وتقنيات الإرسال اللاسلكي Wireless Communication، إلا أن هذه الفكرة لاقت صعوبات تنقية من حيث تطبيقها الفعلي، خصوصاً فيما يتعلق بالضجيج الكهرومغناطيسي Electromagnetic Interference الذي قد ينتج عنها، بالإضافة إلى صعوبة تأمين نظام تحكم ومراقبة مبني على هذه التّقنيات. بكل الأحوال، فإن فكرة تأمين تقنياتٍ جديدة من أجل مُراقبة المرضى وإشاراتهم الحيوية لا تزال مَطروحة، وقام الآن باحثون من كوريا الجنوبية ببحثٍ جديد من أجل توضيح كفاءة استخدام تقنية الإنترنت الضوئي Li-Fi كأساسٍ لتقنيات المراقبة اللاسلكية للإشارات الحيوية للمرضى في المستشفيات.

تقنية Li-Fi هي أحد التقنيات الصاعدة والجديدة في مجال الاتصالات اللاسلكية، وهي تعد بالكثير مستقبلاً في حال تم اعتمادها على الصعيد التجاري الواسع. مبدأ هذه التقنية هو استخدام الترددات الضوئية المرئية بدلاً من ترددات الأمواج الراديوية RF Frequencies والمعتمدة في تقنية Wi-Fi المستخدمة حالياً. استخدام الضوء كوسطٍ ناقل للإشارات والمعطيات بدلاً من الأمواج الراديوية سيسمح بزيادة عرض مجال التبادل Transmission Bandwidth، كما أنه سيساهم بزيادة سرعة إرسال واستقبال البيانات والمعطيات، فضلاً عن تقليل التداخل والضجيج مع الأجهزة الإلكترونية المختلفة، خصوصاً في مجالاتٍ يعتبر فيها التداخل الكهرومغناطيسي أمراً حساس، مثل مجالات الرعاية الصحية.

قام الفريق البحثي باستخدام نظام اتصالات لاسلكي يعتمد على الضوء المرئي، أو المعيار الجديد المعروف بـ Li-Fi، وذلك من أجل إرسال القراءات الخاصة بجهاز التخطيط الكهربائي للدماغ EEG عبر مسافةٍ قدرها 50 سنتيمتر. يقول “يون هو تشانغ” المهندس والباحث في جامعة بوك يونغ الوطنية في كوريا :” تقدم لنا هذه الطريقة مفهوماً أكثر ودية في مجال نقل الإشارات الطبية الحيوية ضمن المستشفيات”. قام الفريق البحثي بوصف بحثهم ضمن ورقةٍ علمية تم نشرها في مجلة IEEE Sensors Journal، ويمكنكم الاطلاع على الورقة البحثية عبر الضغط على الرابط التالي: اضغط هنا.

الإشارات الكهربائية للدماغ عبارة عن طيف من الإشارات الكهربائية الناتج عن نشاط خلايا وتوصيلات الدماغ العصبية. تعتبر الإشارات الكهربائية للدماغ ضعيفة، فهي تمتلك قيم جهد كهربائي تتراوح ما بين 0.5 حتى 100 ميللي فولط، وهي تمتلك ترددات تتراوح ما بين 0.5 حتى 45 هرتز، وبالتالي، ومن أجل أن يتم مراقبتها وتسجيلها بشكلٍ جيد، قام الفريق البحثي بتضخيم هذه الإشارات بشكلٍ كافي، بحيث يمكن قيادة وتشغيل الثنائيات المُصدرة للضوء LEDs المربوطة معها، والمُستخدمة في عملية نقل المعطيات الخاصة بالإشارات الكهربائية للدماغ لاسلكياً. (للمزيد من المعلومات، اقرأوا مقالنا حول أنماط الموجات الدماغية )

إجراء عملية نقل المعطيات عبر قناة نقل واحدة سيؤدي للحصول على قراءاتٍ مُشوّهة عند نقاطٍ معينة، بسبب الخطأ المعروف بـ “خطأ البت Bit Error”، حيث يحدث تغير في قيمة أحد بتات المعطيات، فإذا كانت قيمته “1”، فإنه وبنتيجة خطأ النقل ستصبح قيمته “0”، مما ينتج قراءة خاطئة. من أجل التغلب على هذا الخطأ، قام الفريق البحثي باستخدام مرشحاتٍ لونية وديودات ضوئية للألوان الضوئية الثلاثة الموافقة للثنائي المصدر للضوء LED (الأحمر، الأخضر، الأزرق). مقارنة الإشارات عند كل ديود ضوئي سمح بتحديد البت الواجب تصحيحه، وذلك بأكبر أرجحية ممكنة. عملية الحفاظ على معدلٍ منخفض للأخطاء هام جداً من أجل الحصول على أفضل قراءةٍ ممكنة لإشارة الدماغ الكهربائية، فإشارة الدماغ الكهربائية ضعيفة، وذات تردد منخفض، وفضلاً عن ذلك، فإن الدماغ نفسه يقوم بتوليد الإشارات بشكلٍ معقد ومركب.

قام باحثون آخرون في جامعة بوك يونغ الكورية بإظهار عملية إرسال المعطيات الخاصة بالتخطيط الكهربائي للقلب ECG باستخدام تقنية Li-Fi (للاطلاع على البحث اضغط هنا ) ولكن ما يتطلع إليه تشانغ وفريقه هو إمكانية تطبيق هذه التقنية على إشارةٍ معقدة وتتطلب عناية خاصة مثل إشارة الدماغ الكهربائية، لما يمكن أن تحمله هذه التطورات من تحسين في مجال تحكم الأشخاص المشلولين بأجهزة الحاسوب.

تعتبر عملية النقل اللاسلكي للإشارات الحيوية أحد الأمور الهامة في مجال الرعاية الصحية، فهي تسمح للمرضى بالحركة بحريةٍ أكبر، بدلاً من بقائهم مقيدين لنقطةٍ واحدة، كما أن استخدام الضوء بدلاً من الأمواج الراديوية كوسطٍ ناقل للإشارات، سيسمح بتحنب التداخل الكهرومغناطيسي مع الأجهزة الطبية المختلفة.

المصدر: IEEE Spectrum

للمزيد من المقالات حول تقنية الإنترنت الضوئي Li-Fi :

إنترنت بسرعة الضوء: تعرف على المعيار Li-Fi

الضوء من أجل الإنترنت: تقنية Li-Fi أصبحت مستعدة لمنافسة تقنية Wi-Fi

تقنية Li-Fi جديدة تعتمد على أشعة الليزر قد تسمح بمضاعفة سرعة الإرسال بمعدل 10 مرات

عن Mario Rahal

Mario Rahal
مهندس طبي ومدون تقني. مدير موقع عالم الإلكترون.

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*

x

‎قد يُعجبك أيضاً

الحاسوب الصيني “Tianhe-2” لا يزال أقوى حاسوب في العالم

صدر في شهر تشرين الثاني/نوفمبر من العام الحالي التقرير نصف السنوي، والشهير بتصنيف “Top500” والمختص ...