Oulun yliopiston langattoman tietoliikenteen lääketieteellisiin sovelluksiin keskittyvä tutkimusryhmä (Wireless Medical Communications, WiMeC) hakee visioita tulevaisuuden terveyspalveluista langattomista kehonmittauksista. Yhteyksinä kehoverkoissa voidaan hyödyntää nykytekniikoiden lisäksi tulevaa 6G-tekniikoita.
Oulun yliopiston WiMEC-ryhmällä on kolme eri tutkimuskohdetta: langattomat kehoverkot (Wireless Body Area Network, WBAN), tiedonsiirtoketju aina mittauksista potilaan sähköiseen terveysrekisteriin sekä hoitotilojen uudenlaiset luotettavat tietoliikenneratkaisut.
Kehoverkoissa käytetään pienikokoisia, vähän virtaa kuluttavia langattomia antureita, jotka pystyvät välittämään tietoja ja joita käytetään ihmiskehon toiminnan ja elintoimintojen sekä ympäristön seuraamiseen.
Yhteydet voidaan jakaa kehosta pois (off-body), kehon pinnalla oleviin (on-body) ja kehon sisäisiin (in-body, jossa voi olla sekä in-on- että in-in-viestintä): ryhmä tutkii näitä kaikkia vaihtoehtoisia yhteysmuotoja uusimmasta kehitteillä olevasta 6G-tekniikoista nykyisten LoRa-, NB-IoT- ja Bluetooth Low Energy -tekniikoiden hyödyntämiseen.
”Tällä hetkellä keskitymme tutkimuksessamme yhä enemmän kehon sisällä tapahtuvaan tietoliikenteeseen, mikä on mielenkiintoista, sillä kehon eri kudosten vaikutus on otettava huomioon langattomia yhteyksiä suunniteltaessa”, kertoo tiimiä johtava professori Jari Iinatti.
”Siirtyessämme kohti 6G:tä pyrimme ratkaisemaan haasteita, jotka liittyvät useiden yhteyksien samanaikaiseen käsittelemiseen, sillä tavanomainen kehon ulkoinen tai kehon pinnalla tapahtuva WBAN-tietoliikenne voidaan jo toteuttaa nykyisillä tekniikoilla.’’, Iinatti sanoo.
Kehon sisäinen yhteys on kuitenkin Iinatin mukaan pitkälti tutkimaton alue ja siksi hyvin houkutteleva tutkimusaihe. Lisää haasteita aiheuttaa vaade järjestelmien yhteen toimivuudesta, sillä kaikkien tekniikoiden pitäisi toimia saumattomasti ympäristössä, jossa on tiiviisti satoja tai jopa tuhansia pieniä lääketieteellisiä ja muita IoT-laitteita.
”Tarkastelemme turvallisia ja erittäin luotettavia ratkaisuja ihmisen elintoimintojen mittaamiseen ja terveystietojen toimittamiseen sairaaloiden ja muiden hoitolaitosten ulkopuolella”, Iinatti sanoo. Yksi lupaavimmista sairaaloiden suojatuista ratkaisuista, joita ryhmä tällä hetkellä tutkii, on näkyvää valoa käyttävä VLC-tekniikka (visible light communications (LINKKI), jota voidaan hyödyntää tiettyihin toimintoihin. VLC-tekniikan käyttö rajoittuu tietenkin yksittäiseen huoneeseen, mikä puolestaan estää salakuuntelun.
WiMeC johtaa myös EU-rahoitteista tutkimus- ja innovointihenkilöstön liikkuvuusprojektia ”MSCA RISE ROVER” (ID 872752), jossa luodaan uudenlainen järjestelmäarkkitehtuuri täydellistä, luotettavaa päästä päähän -tiedonsiirtoketjua varten.
”Tiedeyhteisöä ja teollisuutta edustavat konsortion jäsenet työskentelevät neljässä maanosassa ja täydentävät erinomaisesti toistensa asiantuntemusalueita ultralaajakaistasta (UWB) aina mikroaaltojen käyttöön kuvantamisessa, paikannuksessa ja diagnostiikassa sekä liiketoiminnassa”, Iinatti toteaa.
”Suunnitelmissamme on esitellä ROVER-arkkitehtuuri projektin aikana vuoden 2023 loppuun mennessä”, Iinatti sanoo. WiMeC-tiimi on pitkään ollut myös standardoinnin aktiivinen myötävaikuttaja IEEE 802.15.6- ja IEEE802.15.4-standardeihin liittyvistä toimista lähtien.
Lisää aihealueesta: Ultralaajakaistasignaalin eteneminen ja radiokanavan ominaisuudet langattomien sisäisten kehoverkkojen sovelluksissa, tekniikan lisensiaatti Mariella Särestöniemi, Oulun yliopisto, väitöskirja (LINKKI).
Kuvituskuva: Shutterstock