دور تحليل البيانات القائم على الكلاود في نظم الرصد الصحي القابلة للزراعة

العناصر الأساسية لتركيب تحليلات صحية مُنْزَعة

ويتكون الهيكل النموذجي لتحليلات الصحة القابلة للارتداء من أربع طبقات: ابتلاع البيانات وتخزينها وتجهيزها وعرضها، وتعالج طبقات الاستغراق نقل البيانات المأمون والمنخفض من الأجهزة عن طريق بلوتوث أو واي فاي أو بروتوكولات الخلايا، وتستعمل طبقات التخزين قواعد بيانات عن مدى تواتر البيانات على نحو أمثل بالنسبة لبيانات أجهزة الاستشعار ذات التردد العالي.

خط البيانات من الأجهزة القابلة للزراعة إلى البصر

ففهم كيفية تدفق البيانات من جهاز قابل للارتداء إلى توصية صحية ذات مغزى يساعد على توضيح دور التحليلات السحابية في كل مرحلة، ويشمل خط الأنابيب خطوات متعددة، ويدخل كل منها فرصا لتحقيق أقصى قدر من الفشل ونقاط الفشل المحتملة.

جمع البيانات عن طريق العصر

وتجمع الأجهزة القابلة للزراعة خامات أجهزة الاستشعار في ترددات عالية - وغالباً ما تكون مئات العينات في الثانية، وتقوم شركة " أوندفيسيس " بإجراء اختبارات أولية لتحديد الاشارات، وترشيح الضوضاء، واستخراج البيانات من أجل خفض حجم البيانات التي يجب نقلها، مثلاً، يمكن أن يحسب جهاز الاستشعار عن معدل ضربات القلب الضوئي متوسطاً، ولا يرسل سوى إحصاءات موجزة ما لم يتم اكتشاف نطاق غير منتظم للبطارية.

نقل البيانات وتخزينها

وبعد تجهيز البيانات على الحافة، تحال البيانات إلى السحابة باستخدام بروتوكولات الاتصالات المشفرة مثل TLS 1.3، وتتزامن الأجهزة عادة بصورة دورية عن طريق جهاز هاتف ذكي تابع أو مباشرة عن طريق شبكة وي-فاي أو شبكات الخلايا، وفي السحابة، تُستخدم البيانات في طبقة مأمونة للتخزين، وغالبا ما تكون مزيجا من تخزين المواد من الملفات الخام وقواعد بيانات عن الجداول الزمنية للمقاييس المنظمة.

المعالجة التحليلية والاستعانة بها

وتطبق برامج التكتل مجموعة من التقنيات التحليلية على البيانات القابلة للارتداء، وتكتشف محركات تجهيز المحركات الشذوذ في الوقت الحقيقي مثل حلقات الترميم في الأرض أو الانقطاع المفاجئ في أشعة التشبع بالأوكسجين أو تنبيهات الزناد إلى المستخدمين أو مقدمي الرعاية الصحية، وتستمر وظائف تجهيز البطاطس ليتم على نحو عشية تقريب موجزات النشاط اليومي، وسجلات سحابية في النوم، وخطوط الاتجاهات الطويلة الأجل.

الفوائد الرئيسية لمحللي الكلاود في النظم الصحية القابلة للزراعة

ويحقق إدماج التحليلات القائمة على الغيوم مزايا قابلة للقياس عبر أبعاد متعددة من الرصد الصحي القابل للارتطام، وتتجاوز هذه الفوائد مجرد تخزين البيانات وتمتد إلى المنفعة السريرية، وإشراك المستعملين، والكفاءة التشغيلية.

رصد التأريخ الحقيقي والتسامح بشأنه

ولا يُعد التتبع المستمر للصحة سوى ذا قيمة للسرعة التي يمكن بها الاعتراف بالأحداث الحرجة، إذ يتيح تحليلات السحاب معالجة مجرىات جديدة على نحو شبه ثابت، مما يتيح للنظم كشف الاضطرابات، والأزمات التي تُكثف التوتر، والأحداث الناقصة، أو ينخفض ويُنبه كل من المستعمل ومقدمي الرعاية المعين، بخلاف تحليلات السحب التي تُستخدم في سياقات ذات القدرة المحدودة على المعالجة في آن واحد.

توصيات الرعاية الصحية الشخصية

ولا يتقاسم أي شخصان نفس الفيزيولوجيا أو أنماط الحياة أو تاريخ الصحة، ويزيد تحليل السحاب من كل مستخدم من هذه المواد إلى 817؛ ويوحي وجود بيانات طويلة من أجل بناء خطوط أساس شخصية وكشف الانحرافات التي قد تشير إلى ظهور قضايا جديدة، فعلى سبيل المثال، فإن وجود شخص صلب يصلح للراحة قد ينخفض تدريجياً على مدى عدة أسابيع قبل أن تظهر الإصابة بالتنفس أعراض تاريخية().

تكامل البيانات الشاملة

ونادرا ما توجد في عزلة، وقد يملك المستخدمون جهازاً ذكياً لتتبع الأنشطة، ومراقباً متواصلاً للغلوكوس لإدارة السكري، ومقياساً ذكياً لقياس الوزن، ويمكن للمنصات السحابية أن تستخلص بيانات من مصادر متعددة - بما في ذلك السجلات الصحية الإلكترونية، وبيانات الصيدلة، والمجسات البيئية - لوضع موجز صحي موحد، وهذا التكامل يمكِّن المستوصفين من رؤية الروابط التي ستستمر بين هذه الأدوية.

Scalability for Growing Device Ecosystems

ومع استمرار تعجيل عملية اعتماد المستهلكين للقابليات للزراعة، يزداد حجم البيانات الصحية التي تولد كل يوم زيادة هائلة، ويصبح الهيكل الأساسي للحواسيب المحمولة في المرحلة السابقة سريعاً مُحدِّداً للتكاليف ويصعب إدارتها على هذا المستوى، إذ توفر برامج السحاب قدرة كبيرة على التصعيد، وتوفر تلقائياً موارد إضافية للحساب والتخزين كزيادات في الطلب، مما يسمح بأن تدعم نظم الرصد الصحي الملايين من المستخدمين المتزامنين دون تدهور في الأداء.

التكلفة - الأثر والكفاءة التشغيلية

ويقلل تشغيل منصة تحليلية قائمة على الغيوم من الحاجة إلى أفرقة مخصصة لتكنولوجيا المعلومات لصيانة الخواديم، وتطبيق رقائق أمنية، وإدارة الدعم، ويتحمل مقدمو الخدمات التابعون للكلاود هذه المسؤوليات كجزء من نموذج خدماتهم، ويتجاوزون وفورات الحجم، وبالإضافة إلى ذلك، فإن نماذج التسعير التي تدفع أولاً بأول تسمح للمنظمات بمواءمة التكاليف مع الاستخدام الفعلي بدلاً من توفير الحد الأقصى من التحميلات.

الهيكل التقني والنظر في المسائل الأمنية

ويتطلب بناء منبر موثوق به ومأمون لتحليل السحابات للبيانات الصحية اهتماماً دقيقاً لخيارات البنية والالتزامات التنظيمية، فالفوائد كبيرة: فالبيانات الصحية من بين أكثر المعلومات الشخصية حساسية، ويمكن أن تترتب على الانتهاكات عواقب وخيمة على الأفراد والمنظمات.

التشفير وحماية البيانات

يجب أن تنفذ برامج تحليلية السحابات التشفير عند الراحة وفي العبور، وينبغي أن تستخدم البيانات المرسلة من القابلات للذوبان إلى السحابة تشفير TLS ببذلات مشفرة قوية، وعند تخزينها، ينبغي تشفير البيانات باستخدام معيار AES-256 أو معايير مماثلة، وينبغي أن تكفل ممارسات الإدارة الرئيسية تناوب مفاتيح التشفير بانتظام وتخزن بشكل منفصل عن البيانات التي تحميها فيما بعد.

الامتثال التنظيمي

ويجب أن تمتثل برامج تحليل البيانات الصحية لمجموعة من الأنظمة حسب الولايات القضائية التي تعمل فيها، وفي الولايات المتحدة، يحدد قانون سلامة التأمين الصحي والمساءلة معايير المعلومات الصحية المحمية، وفي أوروبا، تفرض اللائحة العامة لحماية البيانات متطلبات إضافية بشأن تقليل البيانات والموافقة عليها والحق في الحصول على خدمات التأمين، ويقدم مقدمو الخدمات المستوفون في نهاية المطاف شهادات الامتثال، ويتعهدون بموجبها بتعهدات الدخول إلى الأسواق، ويتعهدون بموجب اتفاقات متعلقة بالمسؤولية عن الأعمال التجارية.

درجة الحرارة ودور الحوسبة

وفي حين أن تحليلات السحب توفر قدرات تجهيز قوية، فإن تساهل الشبكة يمكن أن يكون شاغلاً للتطبيقات الحساسة من حيث الوقت، بل إن التأخير الذي يدوم بضع ثوان في الكشف عن مرض السكتة القلبية أو الخريف يمكن أن تترتب عليه آثار سريرية، ومن أجل التصدي لذلك، فإن العديد من البنايات تتضمن حوسبة أعمق كتكملة للاختلالات السحابية، وأجهزة السحب مثل جهاز هاتف ذكي أو نماذج للوزن المحلي قادرة على إحداث بوابات.

التحديات واستراتيجيات التخفيف

وعلى الرغم من وعدها، فإن إدماج التحليلات القائمة على الغيوم في النظم الصحية القابلة للارتداء يشكل تحديات عديدة يجب التصدي لها من خلال التصميم الدقيق والإدارة المستمرة.

نوعية البيانات وعلامات الأثر

ويمكن أن تُستخدم أجهزة الاستشعار القابلة للزراعة في استخدام القطع الأثرية، وسوء الاتصال الجلدي، والتدخل البيئي، وإذا ما أُحيلت البيانات المعيبة إلى السحابة وحللت دون التصفيف المناسب، فإن الرؤى الناتجة يمكن أن تكون مضللة، وتشمل استراتيجيات التخفيف إجراء تقييمات دقيقة لجودة الإشارات على الحافة، وتشترط على المستعملين تأكيد وضع أجهزة الاستشعار، وتطبيق أنماط موحّدة من الجودة في السحابة قبل أن تُدرّد البيانات.

قابلية التشغيل المتبادل وسلاح البيانات

وتشتت سوق الأجهزة القابلة للارتداء، حيث كثيرا ما يستخدم كل مصنع صيغ البيانات الخاصة بممتلكات الملكية والملحقات الإلكترونية، مما يجعل من الصعب على منابر السحاب جمع البيانات من أجهزة متعددة في سجل صحي واحد للمستهلكين، كما أن مبادرات الصناعة مثل مبادرة الاختراع واستخدام معايير HL7 FHIR، تعمل على تحسين قابلية التشغيل المتبادل، وينبغي لمطوري منهاج العمل أن يعطوا الأولوية لدعم معايير تبادل البيانات الصحية المعتمدة على نطاق واسع وأن يصمموا طبقات بياناتهم في العصور.

مؤسسة المستعمل والشفافية

ويظل كثير من المستهلكين يحرصون على تبادل البيانات الصحية المفصلة مع الخدمات السحابية، مع الإشارة إلى الشواغل المتعلقة بالخصوصية، وإساءة استعمال البيانات، والوصول غير المأذون به، ويتطلب بناء الثقة والحفاظ عليها ممارسات شفافة للبيانات: تدفقات عمل الموافقة الواضحة، وتفسيرات واضحة عن كيفية استخدام البيانات، ومراقبة الخصوصية الجمردية، وخيار حذف البيانات في أي وقت، وينبغي للمنبر أيضاً أن توفر للمستعملين صورة واضحة عن البيانات التي يُحتمل أن ينتجوها، وليس فقط النتائج.

توجيهات المستقبل للمحللين الكلاود في الصحة القابلة للزراعة

وما زال تقاطع التكنولوجيا القابلة للارتداء والمحللين القائمين على الغيوم يتطور بسرعة، وتعود عدة اتجاهات ناشئة بتوسيع قدرات هذه النظم وتأثيرها في السنوات القادمة.

الاستخبارات الفنية والتعلم العميق

ويمكن تطبيق هياكل التعليم العميق، ولا سيما الشبكات العصبية المولدة والمحولات، على نحو متزايد على بيانات الاستشعار القابلة للارتداء، ويمكن لهذه النماذج أن تتعلم السمات الهرمية مباشرة من الإشارات الخام، مما يقلل الحاجة إلى هندسة الملامح اليدوية، فعلى سبيل المثال، يمكن أن تكتشف النماذج القائمة على المحولات والمدربة على موجات التصوير الضوئية، تطابقاً دقيقاً مع نموذج التركيزات الأوروبية الـة الـ 12(ب)

الرعاية الافتراضية والوقائية في سكال

ومع إمكانية الحصول على ملايين السنوات من الأشخاص من البيانات القابلة للارتداء، يمكن للمحللين السحابيين أن يكشفوا عن أنماط من السكان تمكن من التدخل في وقت سابق، فالنموذجات التي تنبئ بإصابة مرض السكر من النوع 2، أو تحدد ارتفاع مخاطر ارتفاع ضغط الدم، أو التنبؤ بتفاقم حالة الربو استنادا إلى المدخلات البيئية والفيزيولوجية، قد بدأت بالفعل في التنمية، حيث أن هذه النماذج تتسم بالنضج، وتتحول النظم الصحية القابلة للارتطاء من الرصد التفاعلي إلى إدارة المخاطر المحتملة في المستشفيات.

التكامل الأعمق مع السجلات الصحية الإلكترونية

ولا يمكن تحقيق القيمة السريرية الكاملة للبيانات القابلة للارتداء إلا عندما تتدفق ببطء إلى السجلات الصحية الإلكترونية، كما أن منابر تحليلية مكلاب تعرض بشكل متزايد مؤشرات تقييمية تستند إلى نظام المعلومات الإدارية المتكامل تتيح تبادل البيانات ذات الاتجاهين مع نظم الموارد البشرية من كبار البائعين مثل Epic وCerner، ويتيح هذا الإدماج للمستوصفات رؤية الاتجاهات القابلة للارتداء إلى جانب نتائج المختبرات، وقوائم الأدوية، ومذكرات الدخول إلى المستشفى، مما يتيح صورة شاملة(27).

خاتمة

إن تحليل البيانات القائمة على أساس الكلاب ليس مجرد ملتقى لنظم الرصد الصحي القابلة للارتداء؛ بل هو المحرك الذي يحول قراءات أجهزة الاستشعار الخام إلى معلومات صحية قابلة للتنفيذ، ومن خلال توفير تخزين قابل للتكرار، وحساب قوي، ونماذج تعلمية مستمرة، فإن منابر السحاب تتيح الإنذارات في الوقت الحقيقي، والتوصيات الشخصية، والرؤى على مستوى السكان التي تحسن النتائج بالنسبة للأفراد ونظم الرعاية الصحية على حد سواء.