Marco Unificado Seguro Habilitado por Aprendizaje Automático para el Monitoreo Remoto de Electrocardiogramas a través de un Sistema de Blockchain Multinivel
Autores: Samaraweera, Chathumi; Peng, Dongming; Hempel, Michael; Sharif, Hamid
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Marco Unificado Seguro Habilitado por Aprendizaje Automático para el Monitoreo Remoto de Electrocardiogramas a través de un Sistema de Blockchain Multinivel
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Clasificación
Enfermedades cardiovasculares
Monitoreo remoto de pacientes
Señales de ECG
Red de blockchain
Emergencias médicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La clasificación oportuna de las enfermedades cardiovasculares es crucial para mejorar los resultados médicos. Los sistemas emergentes de monitoreo remoto de pacientes ayudan a lograr esto al permitir el monitoreo continuo de las señales de electrocardiograma en entornos domésticos. Sin embargo, estos sistemas enfrentan desafíos únicos como la falta de atención a emergencias médicas genuinas, el aumento de la demanda de energía, desafíos de escalabilidad, el manejo de vastas bases de datos médicas, retrasos en el procesamiento de datos y la protección de los registros de los pacientes. Para superar estos desafíos, proponemos un marco único con tres fases principales: (a) un método de monitoreo y clasificación de ECG en tiempo real asistido por K-Nearest Neighbor (KNN) impulsado por hardware embebido; (b) una estrategia de comunicación diferenciada (DCS) formada con un marco de empaquetado de datos de ECG basado en prioridades y protocolos de seguridad en múltiples capas; y (c) una arquitectura de red blockchain de múltiples niveles (MLBN) equipada con mecanismos de seguridad adaptativos y puentes de comunicación de datos médicos en tiempo real entre cadenas. Se realizan simulaciones utilizando el conjunto de datos de señales de ECG (1000 fragmentos) y el marco de desarrollo de Ethereum Ganache. Las precisiones de clasificación obtenidas para las categorías urgentes de pacientes U1 a U5 son 91.43%, 95.71%, 94.23%, 90.00% y 91.43%, respectivamente. Los resultados de la evaluación del rendimiento del método de clasificación guiado por KNN, junto con los resultados de simulación de DCS y MLBN obtenidos del análisis del consumo promedio de gas, confirman la fiabilidad y viabilidad de nuestro marco, al tiempo que revolucionan la tecnología de monitoreo remoto de pacientes y abordan desafíos críticos en los sistemas existentes.
Descripción
La clasificación oportuna de las enfermedades cardiovasculares es crucial para mejorar los resultados médicos. Los sistemas emergentes de monitoreo remoto de pacientes ayudan a lograr esto al permitir el monitoreo continuo de las señales de electrocardiograma en entornos domésticos. Sin embargo, estos sistemas enfrentan desafíos únicos como la falta de atención a emergencias médicas genuinas, el aumento de la demanda de energía, desafíos de escalabilidad, el manejo de vastas bases de datos médicas, retrasos en el procesamiento de datos y la protección de los registros de los pacientes. Para superar estos desafíos, proponemos un marco único con tres fases principales: (a) un método de monitoreo y clasificación de ECG en tiempo real asistido por K-Nearest Neighbor (KNN) impulsado por hardware embebido; (b) una estrategia de comunicación diferenciada (DCS) formada con un marco de empaquetado de datos de ECG basado en prioridades y protocolos de seguridad en múltiples capas; y (c) una arquitectura de red blockchain de múltiples niveles (MLBN) equipada con mecanismos de seguridad adaptativos y puentes de comunicación de datos médicos en tiempo real entre cadenas. Se realizan simulaciones utilizando el conjunto de datos de señales de ECG (1000 fragmentos) y el marco de desarrollo de Ethereum Ganache. Las precisiones de clasificación obtenidas para las categorías urgentes de pacientes U1 a U5 son 91.43%, 95.71%, 94.23%, 90.00% y 91.43%, respectivamente. Los resultados de la evaluación del rendimiento del método de clasificación guiado por KNN, junto con los resultados de simulación de DCS y MLBN obtenidos del análisis del consumo promedio de gas, confirman la fiabilidad y viabilidad de nuestro marco, al tiempo que revolucionan la tecnología de monitoreo remoto de pacientes y abordan desafíos críticos en los sistemas existentes.