Consideraciones de seguridad y confiabilidad para la implementación de redes de sensores inalámbricos en el contexto de la atención y hospitalización domiciliaria

Abstract

RESUMEN: Las redes de área corporal Wireless Body Area Networks, (WBAN)) se han consolidado en los últimos años como una alternativa tecnológica para aplicaciones médicas que requieren la monitorización continua de signos vitales en pacientes con enfermedades denominadas crónicas, es decir, de lento progreso y larga duración. Sin embargo, persisten retos asociados a esta tecnología teniendo en cuenta las exigencias de los escenarios médicos. Entre estos retos se destacan los relacionados con las propiedades de confiabilidad y seguridad, ya que una falla en el sistema puede ocasionar falsas alarmas, alteraciones del diagnóstico médico y en el peor de los casos la muerte del paciente. En la literatura relacionada con las WBANs se destaca la ausencia de metodologías para la evaluación y predicción del comportamiento de estas propiedades en la etapa de diseño de este tipo de aplicaciones. En este trabajo de investigación se realiza el estudio de las propiedades de confiabilidad y seguridad para un sistema de monitorización remota de pacientes en condición de hospitalización domiciliaria basado en la tecnología WBAN. El estudio de estas propiedades ha sido abordado desde la identificación de requerimientos asociados a la confiabilidad y seguridad del sistema, utilizando estrategias utilizadas en el diseño y desarrollo de productos de innovación y usando técnicas de análisis de riesgo ampliamente recomendadas en la literatura. A partir de los requerimientos y puntos críticos relacionados con las propiedades de interés se propuso una arquitectura compuesta por mecanismos de hardware y software encauzados a la tolerancia y prevención de fallos en el sistema. La validación de la efectividad de los mecanismos propuestos se realizó a través del formalismo de redes de actividad estocástica (Stochastic Activity Network, SAN), donde se construyeron sub-modelos atómicos de un modelo referencia carente de mecanismos de confiabilidad y seguridad y un modelo que incluye la arquitectura propuesta, que permita comparar el comportamiento de los atributos relacionados con la confiabilidad y seguridad en ambos modelos. La evaluación se realizó considerando escenarios típicos de funcionamiento del sistema, permitiendo validar la arquitectura propuesta y su efectividad al mitigar las los riesgos y amenazas a la confiabilidad y seguridad del sistema de monitorización remota de pacientes en condición de hospitalización domiciliaria.