Toward a Fault Tolerant Architecture for Vital Medical-Based Wearable Computing

Abstract

Advancements in computers and electronic technologies have led to the emergence of a new generation of efficient small intelligent systems. The products of such technologies might include Smartphones and wearable devices, which have attracted the attention of medical applications. These products are used less in critical medical applications because of their resource constraint and failure sensitivity. This is due to the fact that without safety considerations, small-integrated hardware will endanger patients' lives. Therefore, proposing some principals is required to construct wearable systems in healthcare so that the existing concerns are dealt with. Accordingly, this paper proposes an architecture for constructing wearable systems in critical medical applications. The proposed architecture is a three-tier one, supporting data flow from body sensors to cloud. The tiers of this architecture include wearable computers, mobile computing, and mobile cloud computing. One of the features of this architecture is its high possible fault tolerance due to the nature of its components. Moreover, the required protocols are presented to coordinate the components of this architecture. Finally, the reliability of this architecture is assessed by simulating the architecture and its components, and other aspects of the proposed architecture are discussed.

Ferramenta Computacional para Classificação de ECG Humanos com Detecção de Defeitos no Eletrocardiógrafo

“…A especificac ¸ão precisa de quais falhas podem ocorrer em um sistema é denominada Modelo de Falhas do sistema [24]. Para o cenário de e-Health com base na Eletrocardiografia, as falhas estão frequentemente relacionadas com a qualidade da conectividade elétrica entre o dispositivo de aquisic ¸ão (os sensores) e a pele [10] e [5], podendo resultar na omissão ou em erros nos valores captados pelos sensores.…”

“…Os ECGs representam o potencial elétrico medido em diferentes pontos da superfície do corpo, para avaliar o estado fisiológico do corac ¸ão [4]. Estes sinais são séries temporais não-estacionárias e normalmente de baixa amplitude, o que torna difícil uma rápida verificac ¸ão ou classificac ¸ão precisa [5] e [6].…”

“…Para dar conta deste desafio, alguns trabalhos utilizam técnicas de Tolerância a Falhas (TF) para aumentar a robustez dos servic ¸os de classificac ¸ão de ECGs, de modo a evitar que situac ¸ões de falhas comprometam os respectivos diagnósticos. Os estudos relacionados à TF para os servic ¸os de e-Health, em sua maioria, recorrem a nós sensores redundantes (redundância de Hardware) com objetivo de mascarar falhas [9], [10], [5] e [11], ou utilizam técnicas de Software para predic ¸ão, detecc ¸ão e isolamento de sensores defeituosos [12] e [13], ou mesmo recorrem à criptografia para tolerar falhas maliciosas que podem afetar os sistemas e-Health em tempo real [14].…”

ASAPe: uma Arquitetura para Sensoriamento Preditivo em Computação Vestível

“…As arquiteturas voltadas para Computação Vestível resolvem problemas relacionadosà organização dos componentes envolvidos em infraestruturas werable. O traba-lho visto em [Abdali-Mohammadi et al 2015]é sobre uma arquitetura para a construção de sistemas vestíveis em aplicações médicas para observar situações críticas. Já [Chen et al 2015] apresenta AIWAC, uma arquitetura para computação vestível, voltada para a interação afetiva.…”

Mechanisms and Materials of Flexible and Stretchable Skin Sensors

“…Rapid growth in electronic technology yields miniaturized electronic devices and recent evolution of wearable electronic technology that can be integrated on human bodies and conduct diverse functions, such as mobile computation [ 1 ], health monitoring [ 2 , 3 ], activity tracking [ 4 , 5 , 6 ], and rehabilitation [ 7 ]. Wearable electronic devices can combine with portable electronic gadgets such as cell phones, laptops, and tablets to offer access to remote resources and enable data exchange, analysis and diagnosis.…”