دانلود مقاله رایگان

منبع پایان نامه : پایان نامه ارشد مهندسی فناوری اطلاعات: بررسی شبکه ­های بدنی بی­سیم برای کاربردهای پزشکی

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته فناوری اطلاعات

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

دانشگاه شیراز

سمینار ویژه کارشناسی ارشد مهندسی فناوری اطلاعات

عنوان:

مطالعه شبکه ­های بدنی بی­سیم برای کاربردهای پزشکی

استاد درس:

دکتر رضا جاویدان

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

چکیده:

پیشرفت­های جدید در زمینه­ های مدار های مجتمع، ارتباط بی­سیم، تکنولوژی­های نیمه ­هادی و علم کوچک سازی باعث رشد شبکه حسگر در کاربرد وسیعی مانند پزشکی و سازمان بهداشت و درمان شده می باشد. از طرفی دیگر افزایش بیماری­ها و هزینه­ های درمانی ناشی از آن سبب پیدایش تکنیک­هایی برای حل این معضلات شده می باشد. یکی از این تکنیک­ها به کارگیری شبکه­ های بی­سیم بدنی می­باشد. انتظار میرودWBAN انقلابی در نظارت­های سلامتی بشر­ها به وجود آورد. اما این تکنولوژی در مراحل اولیه توسعه خود قرار دارد. در این سمینار اختصار­ای از شبکه­ های بدنی بی­سیم ارائه شده می باشد که شامل کاربردها، مزایا و معماری WBAN می­باشد. سپس امنیت در شبکه­های بدنی بی­سیم که شامل سه مرحله رمزنگاری، احراز هویت و تشخیص صحیح خطای انتقال را اظهار کرده و تهدیدات امنیتی و انواع حملات در WBAN مطالعه می­شوند و چالش­های موجود در WBAN مورد مطالعه قرار می­گیرد. علاوه بر آن استاندارد­های 802.15.6 که برای شبکه ­های WBAN به کار می­رود، مورد مرور و دو قسمت اصلی آن شامل لایه فیزیکی، لایه دسترسی کنترل رسانه(MAC) مورد بحث قرار می­گیرد. مانند نتایج این پژوهش این می باشد که ما نظاره کردیم این می باشد که با وجود اینکه توپولوژی ستاره به گونه طبیعی برای این شبکه ­ها به کار می­رود نشان داده گردید که این توپولوژی از لحاظ مصرف انرژی و برقراری ارتباط مطمئن چندان کارا نیست و در عوض توپولوژی چند پرشی عملکرد بهتری دارد.

1- مقدمه

امروزه بحث سيستم­هاي كنترل و نظارت از راه دور یكي از مباحث پر چالش در زمينه علوم الكترونيك و كامپيوتر مي­باشد. لذا تحقيقات در هر زماني به دنبال راه­حلي مي­باشد تا شرايط خاص و انتظارات مدنظر را پاسخ دهد؛ در شرايط و كيفيت كاري يكسان هر چه نسبت هزينه به كارائي پائين­تر باشد، همان قدر محبوبيت آن شيوه بالاتر خواهد رفت. براي آگاهي از تغييرات محيط اطراف و يا وضعيت هر مجموعه نيازمند يكسري تجهيزاتي هستيم كه بعنوان حسگر[1] شناخته مي شوند و اينها تغييرات مدنظر(تغييرات فيزيكي يا شيميائي) را در قالب يك پاسخ، به مقصود اندازه­گيري ميزان تغييرات و يا وجود آن، ارائه مي­دهند. پس از جمع­آوري اطلاعات مورد نياز مي­توان ساير عمليات را بر اساس پاسخ ارائه شده انجام داد.

   پيشرفت­هاي اخير در زمينه الكترونيك و مخابرات بي­سيم باعث شده بتوانيم گره­هاي حسگر چندكاره، با توان مصرفي پایين و هزينه كم داشته باشيم كه از نظر اندازه خيلي كوچك هستند و براي مسافت­هاي كوتاه مي­توانند با هم ارتباط مستقر كنند. اين گره­هاي حسگر كوچك طبق نظريه شبكه­هاي حسگر، داراي تجهيزات حس كردن، پردازش داده­ها و مخابره آنها و همچنين منابع انرژي مي باشند. تفاوت اصلي شبكه­هاي حسگر با ساير شبكه­ها در ماهيت داده –محور و همچنين منابع انرژي و پردازشي بسيار محدود در آنهاست كه موجب شده تا روش­هاي مطرح شده جهت انتقال داده­ها در ساير شبكه ها و حتي شبكه هايي كه تا حد زيادي ساختاري مشابه شبكه­هاي حسگر دارند (مانند شبكه­هاي موردي)، در اين شبكه­ها قابل بهره گیری نباشند. طریقه توسعه اين شبكه­ها در حدي می باشد كه مطمئنا اين شبكه­ها در آينده نزديك، تأثیر مهمي را در زندگي روزمره ما ايفا خواهند كرد. مانند كاربرد هايي كه در حال حاضر براي شبكه حسگر مطرح می­گردد در زمینه پزشکی می­باشد. با تولید حسگرهایی با توانایی اندازه­گیری دقیق و سریع علائم حیاتی بدن، می­توان انتظار بهره گیری بیش از پیش شبکه­های حسگر بی­سیم برای ارائه بهتر خدمات درمانی به بیماران و آسیب­دیدگان در سوانح مختلف را داشت. کوشش­های کنونی در جهت نیل به سیستمی می باشد که به صورت خودکار علائم حیاط بدن را اندازه­گیری کرده و در صورت لزوم آن را به پزشک ارائه دهد که اینگونه از سیستم­ها به نام سیستم­های نظارت بر سلامت بیمار [2] شناخته می­شوند.

     با در نظر داشتن نرخ رشد جمعیت سالمندان(افراد 65 ساله و بالاتر) و محدودیت مالی منابع، سیستم های مراقبت بهداشت فعلی با چالش های جدید روبرو هستند. با در نظر داشتن آمار ایالت متحده آمریکا تعداد افراد مسن آمریکا (65-85 ساله) از 35 میلیون به 70 میلیون نفر در سال 2025 پیشبینی شده می باشد. این طریقه نشان می دهد که جمعیت سالمندان جهان به دو برابر (از 375میلیون نفردر سال 1990 به761میلیون در سال 2025 ) خواهد رسید. علاوه براین، هزینه های مراقبت­های بهداشتی به گونه کلی در ایالات متحده 8/1تریلیون دلار در سال 2004 بوده،و این عدد در سال 2020 به سه برابر پیشبینی شده می باشد. این بحران قریب­الوقوع، پژوهشگران، صنعتگران، واقتصاددانان را نسبت به یافتن راه حل مطلوب وسریع در حوزه سلامت جذب کرده می باشد]1[. پیشرفت های جدید در زمینه­های مدار های مجتمع، ارتباط بی سیم، تکنولوژی های نیمه هادی و علم کوچک سازی باعث رشد شبکه حسگر در کاربرد وسیعی مانند پزشکی و سازمان بهداشت و درمان شده می باشد]2[. از طرفی دیگر افزایش بیماری ها و هزینه­های درمانی ناشی از آن سبب پیدایش تکنیک­هایی برای حل این معضلات شده می باشد. یکی از این تکنیک ها به کارگیری شبکه های بی سیم بدنی می باشد]3 [. WBANشامل چندین حسگر کوچک الکترونیکی می باشد که به بشر متصل هستند و به گونه خاص به مشکلاتی مانند فشار خون، قند خون، جنبش اندام و… نظارت میکنند و به یک متناسب کننده می­فرستند. این سنسورهای کوچک اطلاعات مربوط به سلامتی را جمع آوری کرده و با پزشکان یا سرورهای پزشکی ارتباط مستقر کرده، به طوری که آنها می توانند پارامترهای سلامتی بیمار را تجزیه و تحلیل کنند و مورد نظارت قرار دهند]4[.

توسعه تکنولوژی WBAN از سال 1995 شروع گردید و ایده آن از WPAN(شبکه­های بی­سیم شخصی ناحیه­ای) تکنولوژی در نزدیکی و اطراف بدن بشر گرفته شده می باشد. حدود شش سال بعد، اصطلاح (BAN)[3] تصریح به سیستمی که به گونه کامل در داخل و روی بدن بشر در قرار دارد به وجود آمد]5 [.

2- کاردبردها و مزایای WBAN

کاربردهای WBAN به دو دسته کلی پزشکی و غیر پزشکی تقسیم می­شوند که در شکل 1 نشان داده شده می باشد]6[. کاربردهای پزشکی شامل جمع­آوری اطلاعات حیاتی بیمار به گونه پیوسته و ارسال آن به ایستگاه­های راه دور برای تحلیل بیشتر می باشد. این حجم زیاد از اطلاعات بیمار می­تواند در جلوگیری از احتمال حملات قلبی، همچنین مراقبت در برابر بیماری­های خطرناکی مثل سرطان ، آسم، اختلالات اعصاب و… موثر باشد. موارد متعددی از به کارگیری WBAN برای تشخیص و درمان بیماری هست. بسیاری از محققان به پژوهش در این ارتباط پرداخته­اند]3[. همچنین برای افرادی که ناتوانی جسمی دارند، مفید می باشد. برای مثال چیپ­های مصنوعی شبکه چشم می­تواند درون چشم بشر قرار بگیرد و سطحی از دیدن را فراهم کند]7[. کاربردی در کمک به افراد معلول مطرح شده می باشد. کاربردهای غیر پزشکی شامل کاربردهای نظامی، بازی­ها و شبکه­های اجتماعی می­باشد. در کاربردهای نظامی می­توان به بهره گیری از یک WBAN در میدان جنگ تصریح نمود. در این کاربرد، WBAN به مقصود مرتبط کردن سربازان و گزارش­های آن­ها به فرماندهان بهره گیری می­گردد. در بازی­ها، حسگر WBAN می­تواند جابجایی مختصات قسمت­های مختلف بدن را جمع­آوری کند و متقاعبا این حرکت را به شخصیت مورد نظر در بازی منتقل کند. به عنوان مثال بازی تنیس. با بهره گیری از WBAN ، شبکه­های اجتماعی به کاربرانشان اجازه می­دهند تا پروفایل دیجیتالی خود را با تکان دادن دست­­­ها تغییر دهند]8 [.

WBAN که به مقصود اهداف پزشکی مورد بهره گیری قرار می­گیرد چند مزیت مهم در مقایسه با سیستم­های پایش[1] قدیمی دارد اولین مزیت به دلیل ماهیت بی­سیم بودن شبکه­های WBAN می­باشد که باعث راحتی هر چه بیشتر بیمار می­گردد به طوری که بیمار می­تواند تمام فعالیت­های روزمره­ی خود را (با وجود حسگرها) بدون هیچ مزاحمتی انجام دهد. دومین مزیت ، سهولت نظارت بر بیمار (نظاره علائم فیزیولوژی بدن بیمار) به دلیل مستقل بودن از موقعیت بیمار می باشد. به این ترتیب که یک فرد بیمار چه در خانه باشد چه در محیط کار به گونه دائم مورد نظارت قرار گیرد و نتیجه این اقدام نظارت به صورت دراز مدت می باشد]6[. به علاوه، بعضی از دستگاه های بی سیم کاشته می تواند درد بیماران در هنگام تشخیص و درمان را کاهش دهد]9[. اطلاعات جمع­آوری شده از بیمار در طولانی مدت تأثیر بسزایی در تشخیص و درمان بسیاری از بیماری­ها دارد. یکی از مشخصات WBAN که آن را از دیگر تکنولوژی­های موجود همچون شبکه­های حسگر بی­سیم (wsn)[2] متمایز کرده می باشد، محدوده­ی کمی می باشد که توسط این شبکه پوشش داده می­گردد. این محدوده در حدود 2 متر می­باشد و در بعضی کاربردها به 5 متر هم می­رسد. دیگر مشخصات WBAN در جدول (1) نشان داده شده می باشد]2[.

[1]Monitoring

[2]WirelessSensor Network

[1] sensor

[2] Health monitiring

[3]Body Area Network

***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه : 37

قیمت : چهارده هزار و هفتصد تومان

 

Comments are closed.