Monitoramento de Sinais Vitais - Servidor UBIQ

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REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
1
Monitoramento de Sinais Vitais
Alexandre Renato Rodrigues de Souza, UFPel; Francisco Cesar Campbell Mesquitta,
UFPel
Resumo—A computação ubı́qua tem como objetivo incorporar os dispositivos computacionais no cotidiano das pessoas,
de tal forma que a interação entre os mesmos seja feita da maneira mais natural possı́vel. Para isto, estes dispositivos
precisam interpretar as formas usuais de comunicação dos usuários e fazer a captura dos seus contextos de interesse. Uma
grande melhoria viabilizada pela computação ubı́qua para os profissionais de saúde é a possibilidade de lidar com diversas
informações simultaneamente de maneira ”calma”, operando na periferia de sua percepção. Os pacientes, por sua vez, podem
ser beneficiados com a redução dos erros médicos e melhores resultados no tratamento da saúde.
Neste trabalho será apresentado uma revisão dos fundamentos teóricos da computação ubı́qua e suas aplicações na medicina.
Também são identificadas as pesquisas que estão sendo feitas sobre o desenvolvimento de arquiteturas para ambientes de
execução em computação ubı́qua na área da saúde. Serão apresentadas as tecnologias relacionadas à aquisição de sinais
vitais e os principais projetos de pesquisas referentes a este tema. Para finalizar estão identificados os principais desafios e
requisitos para o desenvolvimento de arquiteturas na medicina ubı́qua.
Pode-se concluir que o uso de redes de sensores sem fio na área de saúde é muito promissora. Porém estas aplicações ainda
precisam atender a diversos desafios, tais como segurança, privacidade, confiabilidade, normas e legislações, sensibilidade
ao contexto, energia, mobilidade e facilidade de uso.
Palavras-Chave—medicina ubı́qua, computação ubı́qua, alertas clı́nicos, redes de sensores sem fio, monitoramento remoto
de saúde.
F
1
Introdução
A
qualidade dos serviços prestados na
área da saúde no Brasil, principalmente
em instituições públicas, é precária. As
instituições de saúde no paı́s têm dificuldade de
comportar a crescente demanda por este tipo
de serviço. Os resultados são hospitais lotados,
profissionais sobrecarregados e frequentes
erros médicos. Segundo o Supremo Tribunal
Federal (STF), o número de denúncias de erros
médicos cresceu 52,1% em 2011 em relação
a
2010
(http://g1.globo.com/sp/campinasregiao/noticia/2012/05/registros-de-errosmedicos-crescem-52-entre-os-anos-de-2010-e-
• Alexandre Renato Rodrigues de Souza: Programa de
Pós-Graduação em Computação, Universidade Federal de
Pelotas - UFPel, Centro de Desenvolvimento Tecnológico CDTec.
E-mail: [email protected]
• Francisco Cesar Campbell Mesquitta: Programa de PósGraduação em Computação, Universidade Federal de Pelotas
- UFPel, Centro de Desenvolvimento Tecnológico - CDTec.
E-mail: [email protected]
2011.html).
O avanço tecnológico da comunicação móvel,
da computação embarcada e miniaturização dos
dispositivos e sensores eletrônicos estão gerando
significativos progressos ao desenvolvimento de
aplicações na área médica, permitindo a otimização da prestação de serviços aos profissionais de
saúde c. O aprimoramento da comunicação sem
fio (wireless) expandiu as possibilidades de monitoramento e controle dos dispositivos eletromédicos de forma remota, ampliando a mobilidade
dos profissionais de saúde. A miniaturização de
dispositivos eletrônicos móveis, a maior eficiência
de baterias e a redução de consumo de energia
dos semicondutores potencializaram o desenvolvimento de inúmeras soluções inovadoras através
da computação ubı́qua.
Os profissionais de saúde que trabalham no
ambiente hospitalar possuem uma rotina onde é
essencial a mobilidade. Um importante desafio
na melhoria dos serviços prestados nestes ambientes está na disponibilização das informações
geradas pelos equipamentos médicos sem prejuı́zo
da mobilidade e sem implicar necessariamente em
c LUPS
LABORATORY OF UBIQUITOUS AND PARALLEL SYSTEMS REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
estresse devido ao aumento das fontes de informações. Uma grande melhoria viabilizada pela computação ubı́qua para os profissionais de saúde é
a possibilidade de lidar com diversas informações
simultaneamente de maneira ”calma”, operando
na periferia de sua percepção [2]. Os pacientes,
por sua vez, podem ser beneficiados com a redução dos erros médicos e melhores resultados no
tratamento da saúde.
Para preservar a mobilidade dos profissionais de
saúde, pode-se desenvolver aplicações utilizando a
abordagem siga-me (follow me) [3], a qual permite
com que as informações geradas pelos equipamentos médicos sigam os operadores, acompanhando
o seu deslocamento através de dispositivos móveis. Conforme a localização destes dispositivos
se altera, é necessária a adaptação automática de
suas configurações de acordo com as alterações
da rede de acesso às informações. Aplicações que
utilizam a semântica siga-me também consideram
os perfis, preferências e as alterações de contexto
oriundas do deslocamento dos profissionais de
saúde.
2
Conceitos da computação ubı́qua
A computação ubı́qua tem como objetivo incorporar os dispositivos computacionais no cotidiano das pessoas, de tal forma que a interação
entre os mesmos seja feita de maneira o mais
natural possı́vel. Para isto estes dispositivos precisam interpretar as formas usuais de comunicação
dos usuários e fazer a captura dos seus contextos de interesse. Alguns dos grandes benefı́cios
possibilitados pela computação ubı́qua para os
profissionais de saúde são a redução da carga
cognitiva na execução das tarefas, trazendo maior
satisfação pelo trabalho e melhor qualidade de
vida. Os pacientes, por sua vez, ganham com a
redução dos erros médicos e melhores resultados
no tratamento da saúde.
O termo Computação Ubı́qua foi usado pela
primeira vez em 1988 por Mark Weiser (19521999), quando o mesmo era o diretor de tecnologia
do Centro de Pesquisa da Xerox em Palo Alto
(PARC). Mark descreveu a computação ubı́qua
como sendo uma tecnologia que seria desenvolvida
no futuro, onde computadores estariam incorporados no cotidiano das pessoas, de tal forma que a
interação entre os mesmos seria feita de maneira
natural e imperceptı́vel [4].
2
A Computação Ubı́qua também é chamada de
Tecnologia Tranquila (Calm Tecnhology), Inteligência Ambiente (Inteligence Ambient), Computação Pró-ativa (Proactive Computing), Internet
das Coisas (Internet of Things) e Computação
Invisı́vel (Invisible Computing) entre outras denominações. No entanto, os termos Computação
Pervasiva e Computação Ubı́qua são os mais utilizados [5].
Para se conseguir que a interação entre os
computadores e os humanos se torne natural, é
necessário que este dispositivos interpretem as
formas usuais de comunicação dos humanos e
façam a captura do contexto. Para isto os computadores deverão interpretar a fala, movimentos
corporais (dedos, cabeça, braços, entre outros),
gestos, olhar e expressões faciais. A captura do
contexto se refere a possibilidade dos computadores terem seu comportamento adaptado de acordo
com o ambiente, tendo portanto consciência da
localização e situação a que estiverem inseridos
[5]. Também é necessário que os dispositivos
reconheçam-se uns aos outros e façam conexões
automáticas entre si.
Devido à pervasividade computacional, onde
objetos corriqueiros tornam-se sistemas de informação, intensificou-se a preocupação em reduzir o esforço necessário para que os usuários de
sistemas computacionais possam acompanhar as
inúmeras informações disponı́veis. Na tentativa de
reduzir o esforço cognitivo para a percepção das
informações apresentadas, começou-se a desenvolver o conceito dos chamados Ambient Information Systems, onde estas informações podem ser
percebidas sem que os usuários necessitem focar
sua atenção para as mesmas [6]. Através destes
sistemas as fontes de estı́mulos sensoriais ao nosso
redor são hierarquizadas, sendo que estas informações são apresentadas de forma a privilegiar à
periferia da atenção dos usuários.
2.1
Semântica siga-me
As aplicações pervasivas consideram a mobilidade
fı́sica (dispositivos e usuários) e lógica (componentes da aplicação e serviços). Devido a estas
caracterı́sticas, as aplicações deverão possuir suporte a conexões de rede que podem ocorrer de
qualquer posição geográfica (usuários nômades).
Deve-se também levar em consideração que estas
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3
conexões possuem comunicação intermitente, já
•
que, devido as condições operacionais do ambiente móvel, é comum que ocorram desconexões
frequentes [7].
•
A semântica siga-me (follow me applications)
•
permite que o usuário acesse seu ambiente computacional de qualquer localização, momento ou
•
meio de acesso, de forma transparente [3]. Portanto, independente onde o usuário estiver e
mesmo em movimento, poderá executar suas apli•
cações através de um ambiente virtual. O código
destas aplicações são enviados sob demanda e
acessados independentemente do dispositivo computacional que o usuário estiver usando [7].
2.3
2.2
Consciência de contexto
Segundo Anind K. Dey [8], “Contexto é qualquer
informação que pode ser usada para caracterizar
uma situação de uma entidade. Uma entidade
é uma pessoa, um lugar, ou um objeto que é
considerado relevante para a interação entre um
usuário e uma aplicação, incluindo o próprio usuário e a própria aplicação”.
A Sensibilidade ao Contexto ou Ciência de
Contexto (context-aware) é uma tecnologia baseada em informações contextuais com o objetivo
de apresentar dados relevantes aos usuários de sistemas computacionais. Alguns exemplos de informações contextuais são: localização e identificação
do usuário, tipo de dispositivo computacional que
está sendo usado, pessoas próximas, horário, entre
outros. A sensibilidade ao contexto permite que
as aplicações se adaptem conforme a situação
que está inserida, personalizando-se automaticamente para obter o melhor resultado possı́vel.
Este recurso reduz a sobrecarga de informações,
mostrando ao usuário somente o que é relevante
[9].
Através da sensibilidade ao contexto a aplicação fornece informações relevantes a cada situação ou atividade a qual o usuário se encontra,
reduzindo sua carga cognitiva pela redução da
necessidade constante de atenção e intervenções.
Alguns dos desafios para desenvolvimento de
uma aplicação com suporte à sensibilidade ao
contexto são [10]:
• caracterização dos elementos de contexto
para uso na aplicação;
aquisição do contexto a partir de fontes heterogêneas, tais como sensores fı́sicos, base de
dados, agentes e aplicações;
representação de um modelo semântico formal de contexto;
processamento e interpretação das informações de contexto adquiridas;
disseminação do contexto a entidades interessadas de forma distribuı́da e no momento
oportuno;
tratamento da qualidade da informação contextual.
Infraestrutura para conectividade sem fio
Como visto anteriormente, a computação ubı́qua
exige a comunicação o tempo todo e em qualquer
lugar, tornando a conectividade um aspecto chave
deste conceito. O rápido avanço nas tecnologias
de comunicação sem fio, também conhecidas pelo
anglicismo wireless, tem trazido diversas oportunidades para ampliar a conectividade e colocar a
ubiquidade em prática.
Pode-se classificar as tecnologias de rede sem
fios em três grandes classes: curta, média e longa
distância. Os sistemas de computação ubı́qua
são estruturados através destas classes de rede,
possibilitando assim a conectividade a qualquer
distância [11].
As redes de longa distância são utilizadas pelos
serviços de comunicação pessoal. As redes dos
sistemas celulares que operam em bandas de alta
frequência fazem parte desta classe.
As redes de curta e média distância (tais como o
Bluetooth, ZigBee e Wi-Fi) foram desenvolvidas
para permitir a conectividade entre dispositivos
de forma invisı́vel ao usuário. Este tipo de classe
é usado por exemplo para a comunicação sem
fio entre um computador e seus periféricos (impressora, mouse, teclado, entre outros), reduzindo
assim o grande número de cabos.
A seguir estão descritas algumas das principais
tecnologias de redes usadas atualmente que suportam a conectividade entre dispositivos:
• Wi-Fi (802.11) - A tecnologia Wi-Fi (Wireless Fidelity), desenvolvida pela IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers),
foi rapidamente aceita como solução para
redes corporativas sem fio. A Wi-Fi utiliza a
faixa de frequência ISM de 2,45GHz, possui
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•
•
•
alcance de até 300 metros (pode ser maior em
áreas abertas) e possui taxas de transmissão
de dados superiores a 11 Mbps.
Bluetooth - A tecnologia Bluetooth foi desenvolvida a partir do ano de 1998 através da
parceria entre a Ericsson, Intel, Toshiba, Nokia e IBM com o objetivo de especificar um
padrão mundial aberto para a conexão sem
fio entre dispositivos de telecomunicações e
de computação. A comunicação pode ser feita
com dois ou mais dispositivos através da
faixa de frequência ISM 1 . A comunicação é
onidirecional, suporta transmissões sı́ncronas
e assı́ncronas, aceita taxas de transferência
de dados de até 1 Mbps e possui um alcance
de 10 m [11].
IrDA (Infravermelho) - A tecnologia IrDA
(Infrared Data Association) suporta apenas
conexões ponto-a-ponto a distâncias menores
que 1 m, com velocidades de até 16 Mbps.
O ângulo de visão entre o transmissor e o
receptor é de 30 graus). A comunicação deve
ser feita através de uma linha direta de visão,
sem obstáculos, pois os raios infravermelhos
não atravessam objetos [11]. Foram desenvolvidos vários tipos de IrDA, tais como: SIR
(Serial Infrared ): padrão original, velocidade
de 115 Kbps; MIR (Medium Infrared ): velocidade de 1.152 Mbps, não foi implementado
amplamente; FIR (Fast Infrared ): velocidades de até 4 Mbps, utilizado na maioria
dos novos computadores; VFIR (Very Fast
Infrared ): velocidades de até 16 Mbps, ainda
não implementado amplamente.
Zigbee - O seu protocolo base foi desenvolvido pela Zigbee Alliance para operar nas
bandas de frequência isentas de licenciamento, chamadas de ISM. A faixa de frequência de operação varia conforme o paı́s onde
for usada. O Zigbee possui baixo consumo
de energia (a bateria de um nodo pode durar
meses ou até mesmo anos), já que permite
que os dispositivos entrem em estado de
1. ISM (Industrial, Scientific and Medical ) é a banda de
radiofrequência situada na faixa entre 2,4000 GHz a 2,4835
GHz). Os equipamentos que funcionam na banda ISM não
dependem de licenças para operação, mas compartilham seu
uso com outros dispositivos de comunicação não compatı́veis
com a tecnologia Bluetooth, tais como portões automáticos,
babás eletrônicas, telefones sem fio.
4
repouso (sleep) quando não estão em operação. Também possui como caracterı́stica a
alta flexibilidade e a possibilidade do uso de
até 65000 nós na rede. Segundo [12], esta
tecnologia possui um papel importante para
o desenvolvimento de ambientes inteligentes,
pois possui um baixo custo de implementação, baixa complexidade, baixo consumo de
energia, alta confiabilidade e autosuficiência.
2.4 Infraestrutura para desenvolvimento de
software
Existem diversos projetos de frameworks para
aplicações em computação ubı́qua. Neste seção
será definido o conceito de framework, suas caracterı́sticas, benefı́cios e principais desafios de
desenvolvimento.
Frameworks são códigos reutilizáveis de uma
parte ou de todo um sistema de software. Estes
códigos são descritos por um conjunto de classes
abstratas. O projeto de software é normalmente
composto de componentes e conexões para que as
instâncias destas classes colaborem entre si [13].
O framework é portanto uma aplicação praticamente completa, onde o programador irá desenvolver os códigos especı́ficos para a sua aplicação.
As classes são abstratas porque não possuem
implementação, pois serão completadas para cada
aplicação especı́fica que será desenvolvida [14].
O uso de frameworks pode reduzir significativamente o custo de desenvolvimento de um software,
já que grande parte do código já foi desenvolvido e será reutilizado para o desenvolvimento
da nova aplicação. O eMestrando em Ciência da
Computação na Universidade Federal de Pelotas
- UFPelLsforço para o desenvolvimento de novas aplicações é reduzido, já que somente serão
criados códigos para atender as particularidades
destes novos softwares.
Os frameworks usam programação orientada
a objetos e reunem códigos e bibliotecas de diversas linguagens em um ambiente único. Isto
torna possı́vel o uso da linguagem de programação
mais adequada para a funcionalidade desejada. A
arquitetura criada é flexı́vel e expansı́vel, com o
objetivo de criar soluções para problemas comuns.
Os frameworks trazem diversas vantagens no
processo de desenvolvimento de códigos de software, tais como maior produtividade, padronização, redução no custo de desenvolvimento de
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novas aplicações, redução do tempo para lançamento de novas aplicações (time-to-market),
menos erros de software devido ao uso em várias
aplicações (os bugs foram descobertos e corrigidos
anteriormente), maior compatibilidade e consistência entre aplicações, entre outros.
Entre os grandes desafios do desenvolvimento
de frameworks está a maior complexidade em seu
projeto e codificação, a reusabilidade do código
deve ser muito bem planejada e os benefı́cios de
sua criação vem a longo prazo. Para o seu desenvolvimento é necessário vasta experiência no uso
de boas práticas de codificação e documentação
de software, sendo requisito básico uma equipe
altamente qualificada.
Devido ao contı́nuo desenvolvimento de dispositivos móveis, atualmente podemos encontrar
uma grande variedade de modelos deste tipo de
equipamentos. Como a maior parte dos recursos
disponı́veis nestes dispositivos são semelhantes, a
maior parte dos códigos criados para um modelo
pode ser usado em diversos outros. O uso de frameworks no desenvolvimento das aplicações reduz
significativamente o trabalho necessário para a
criação destes softwares, pois grande parte dos
códigos podem ser reaproveitados de outros projetos.
3
Medicina ubı́qua
O uso adequado dos avanços tecnológicos nos
cuidados ao paciente é fundamental para a mitigação de erros médicos, trazendo mais segurança
e qualidade aos serviços prestados aos pacientes
[1]. A análise de custo-benefı́cio para implantação
destas tecnologias deve também levar em consideração os ganhos com a redução dos erros médicos.
Segundo o Instituto de Medicina da Academia
Nacional de Ciências dos Estados Unidos, o custo
financeiro anual oriundo dos erros médicos neste
paı́s fica em torno de US$ 17 a 29 bilhões [15]. Não
há pesquisas especı́ficas sobre o assunto no Brasil,
mas alguns estudos apontam que as denúncias de
erros médicos estão crescendo nos últimos anos
[16].
O uso seguro e adequado de equipamentos médicos pode ser dramaticamente melhorado quando
se leva em consideração desde o inı́cio do projeto os conceitos de fatores humanos. Os custos
incrementais para fazer isso são muitas vezes
5
insignificantes, mas o retorno pode ser enorme.
Desta forma se obtém resultados como a melhoria
da satisfação do usuário, redução dos erros de
operação e a mitigação de efeitos adversos ao
paciente. O desenvolvimento contı́nuo de novas
e poderosas tecnologias em soluções de software
e hardware podem ajudar a tornar o ambiente
hospitalar mais seguro, inteligente e otimizado.
O uso de tecnologia com uma abordagem dos
fatores humanos no desenvolvimento de produtos
médicos resulta em equipamentos mais confiáveis
e intuitivos [17].
Os equipamentos médico-hospitalares devem
ser seguros em relação a choques elétricos, imunidade a descargas eletrostáticas, aquecimento
excessivo que podem causar queimaduras nos pacientes ou operadores, erros de operação causados
por interferências elétricas oriundas de meios conduzidos ou radiados, erros de interpretação devido
a interfaces complicadas ou confusas, dentre outros diversos problemas. Para comercializar equipamentos eletromédicos no Brasil é obrigatório
obter um registro na ANVISA (Agência Nacional
de Vigilância Sanitária). Para isto, a ANVISA
exige que o fabricante do produto obtenha um
certificado de conformidade técnica emitido por
um organismo acreditado pelo INMETRO (OCP
– Organismo de Certificação de Produtos). A
certificação irá comprovar, através de diversos
tipos de ensaios em laboratórios credenciados, que
o equipamento eletromédico atende a requisitos
técnicos normativos de segurança elétrica, operação, documentação, produção e funcionalidade.
É importante que, tanto os fabricantes quanto
os profissionais da saúde, compreendam que o
compromisso com a qualidade técnica dos equipamentos utilizados no cuidado com vidas humanas
também é uma forma de promover a saúde. Além
de realizar um planejamento importante para os
investimentos em tecnologias, todo profissional
médico precisa ter em mente que exigir a qualidade técnica certificada dos produtos adquiridos
é assegurar a qualidade do próprio trabalho.
Um grande desafio dos desenvolvedores de
firmware 2 é criar softwares que atendam a um
grau de segurança que não coloque os pacientes
em risco. Apesar dos riscos de falhas serem ineren2. Firmware é o conjunto de instruções operacionais programadas diretamente no hardware de um equipamento eletrônico.
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tes a qualquer equipamento que utilize hardware
e software, a mitigação dos mesmos deve fazer
parte de todo o plano de projeto. O atendimento
aos requisitos destas normas objetivam tornar
os riscos resultantes aceitáveis no uso normal e
nos erros de uso de eletromédicos. Portanto, é
essencial que os projetistas invistam em um bom
design de interface com o usuário, tornando-a o
mais intuitiva possı́vel e reduzindo ao máximo
problemas de interpretação que podem ocasionar
erros de operação dos equipamentos.
O uso das tecnologias de comunicação sem fio
cria oportunidades de desenvolvimento de novas
soluções para ampliar a mobilidade dos profissionais de saúde, permitindo que os mesmos se mantenham informados sobre o status dos equipamentos eletromédicos que estão sob sua responsabilidade. A comunicação sem fio tem trazido diversas
melhorias nos equipamentos eletromédicos. Através dela estes dispositivos podem se comunicar
com outros equipamentos médicos, computadores,
centrais de monitoramento ou diretamente com
os profissionais de saúde através de dispositivos
móveis (celulares, PDAs - Personal Digital Assistant, tablets, entre outros). Paralelamente a isto, a
miniaturização de dispositivos eletrônicos móveis,
a maior eficiência de baterias e a redução de
consumo de energia dos semicondutores potencializaram o desenvolvimento de inúmeras soluções
inovadoras através da computação ubı́qua.
O uso da computação ubı́qua no ambiente
hospitalar pode tornar a interação entre os profissionais de saúde e os equipamentos médicos
mais dinâmica e eficiente. Este avanço é possı́vel
através da interpretação pelos sistemas eletromédicos das formas naturais de comunicação dos
humanos: fala, movimentos de membros do corpo
humano, gestos e contexto. Quanto mais natural
for a interface entre a máquina e o homem, mais
otimizados se tornarão os serviços prestados pelos
estabelecimentos de saúde, trazendo diversos benefı́cios para os profissionais e para os pacientes.
3.1 Erros médicos
Os hospitais têm se tornado ambientes cada vez
mais complexos, onde é uma rotina diária o uso de
equipamentos e procedimentos de alto risco à vida
dos pacientes. Devido as estas caracterı́sticas são
comuns os efeitos adversos ao paciente causados
por erros médicos.
6
O erro médico pode ser definido como a falha ao
não concluir como previsto uma ação planejada
ou o uso de um plano errado para atingir um
determinado objetivo. Os erros mais comuns são
falhas nos sistemas, processos e condições que
permitem que as pessoas errem ou falhem em não
prevenı́-los [15].
Dois grandes estudos que analisaram as instituições de saúde dos Estados Unidos identificaram
que ao menos 44 mil pessoas morrem nos hospitais
a cada ano devido a erros médicos que poderiam
ser evitados. Este número ultrapassa as mortes
atribuı́das a AIDS, câncer de mama e acidentes
de trânsito. Além das vidas perdidas, estes erros
representam um custo neste paı́s entre 17 e 29
bilhões de dólares, incluindo os gastos em cuidados adicionais devido aos erros e produtividade
familiar [15].
O processo de terapia medicamentosa no ambiente hospitalar é altamente complexo e muito
vulnerável a falhas que podem ocorrer em alguma
de suas várias etapas: prescrição, transcrição, dispensação, distribuição, preparo, administração e
monitorização. O uso da tecnologia pode trazer
mais segurança através da simplificação e padronização deste processo, evitando assim muito
dos erros médicos que podem ocorrer durante
todo o ciclo do tratamento medicamentoso. Devese introduzir verificações em diversas fases do
processo com o objetivo de identificar falhas antes
que elas cheguem ao paciente [1].
Estas verificações podem ser feitas para garantir os chamados Seven Rights da terapia medicamentosa:
• droga correta: garantir que o medicamento
a ser administrado está correto;
• paciente correto: garantir que o medicamento será administrado ao paciente correto;
• dose correta: garantir que a quantidade de
medicamento está correta;
• tempo correto: garantir que o momento de
administrar o medicamento está correto;
• via correta: garantir que o medicamento
será aplicado no acesso correto correto (intravenoso, subcutâneo, interósseo/medula óssea, inalação, enteral, transdérmico, intramuscular);
• motivo correto: garantir que o medicamento será administrado pelo motivo correto;
• documento correto: garantir que a prescri-
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
ção está correta;
Dentre as diversas possibilidades de tecnologias
que podem ser aplicadas a este processo, podemos citar a prescrição médica eletrônica, código
de barras, etiquetas RFID e bombas de infusão
inteligentes.
A prescrição eletrônica é um sistema computadorizado usado pelo médico para receitar medicamentos aos pacientes. O uso deste recurso
evita problemas de interpretação devido a rasuras ou caligrafia ilegı́vel, incompatibilidade entre
medicamentos e pode informar quanto às alergias
do paciente a uma determinada droga. O uso de
códigos de barras e etiquetas RFID podem ser
usados para identificar operadores dos eletromédicos, pacientes, medicamentos e prescrições. As
bombas de infusão inteligentes (Smart Pumps)
são equipamentos eletromédicos usados para administração de medicamentos, as quais possuem
alertas que informam quando a programação incorreta de doses de medicamentos [1].
Com o uso dos princı́pios de fatores humanos
no projeto de equipamentos médicos é possı́vel
reduzir ou até mesmo eliminar a maioria dos
erros médicos relacionados a operação deste tipo
de dispositivos. Esta área cientı́fica é altamente
interdisciplinar e tem como objetivo identificar
e resolver as deficiência no uso de dispositivos,
levando em consideração os aspectos humanos e
as caracterı́sticas inerentes ao ambiente hospitalar. Os estudos estão fortemente baseados nos
princı́pios oriundos de pesquisas sobre a psicologia
cognitiva, os quais tentam entender os processos
mentais relacionados com o comportamento dos
seres humanos [17]. A cognição é a forma de
como o cérebro percebe, aprende, recorda e pensa
sobre todas as informações captadas através dos
sentidos humanos (tato, olfato, audição, paladar
e visão).
Alguns dos processos estudados pela psicologia
cognitiva são:
• como as pessoas se comunicam;
• como é feita a percepção e processamento de
informações;
• como comentem erros;
• como interagem com equipamentos e suas
interfaces;
• como resolvem problemas;
• como interagem com o ambiente;
• como julgam e tomam decisões;
7
como formam conceitos.
O correto entendimento e aplicação dos conceitos da psicologia cognitiva podem criar grandes
oportunidades no desenvolvimento de equipamentos médicos mais seguros, intuitivos e eficientes.
Como resultado é possı́vel reduzir significativamente os erros médicos oriundos de operação
inadequada de dispositivos médicos, aumentando
a satisfação dos profissionais de saúde e a eficácia
no tratamento da saúde do paciente.
Os erros médicos podem ser prevenidos através
do projeto do sistema de saúde em todos os nı́veis,
objetivando torná-lo mais seguro ao dificultar que
as pessoas façam algo errado, possibilitando ser
mais fácil fazer da maneira correta [15]. Através do desenvolvimento de equipamentos médicos
usando este ponto de vista é possı́vel trazer mais
segurança ao ambiente hospitalar e melhorias nas
terapias de saúde.
•
3.2 Projetos em medicina ubı́qua
Diversas pesquisas têm sido feitas com o objetivo de desenvolver arquiteturas de software
para otimizar a rotina dos profissionais de saúde
utilizando os conceitos de computação pervasiva.
A seguir estão apresentados alguns dos projetos
relacionados com o tema.
3.2.1 ABC (Activity-Based Computing): support
for mobility and collaboration in ubiquitous computing
O ABC (Activity-Based Computing) [18]–[21] é
um projeto de computação ubı́qua para apoio
à mobilidade e colaboração nas atividades de
trabalho humano através do desenvolvimento de
um framework. O projeto foi iniciado em 2001
pela Universidade de Aarhus em parceria com
Universidade de TI de Copenhague, contando
também com o apoio do Hospital Regional de
Horsens.
Os principais objetivos do projeto ABC são:
• dar suporte às atividades humanas através
do gerenciamento de tarefas com o auxı́lio da
computação;
• dar suporte à mobilidade através da distribuição de atividades em ambientes de computação heterogêneos (desktop PC, tablet,
notebook, PDA, tela ou projeção na parede
de uma sala de cirurgia);
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permitir a colaboração assı́ncrona possibilitando que várias pessoas participem de uma
mesma atividade;
• dar suporte a atividades sı́ncronas para colaboração em tempo real através de compartilhamento por diversos clientes.
Através do framework desenvolvido é possı́vel
que as atividades sejam interrompidas e retomadas posteriormente com seu estado anterior
totalmente recuperado, mesmo que o local seja
diferente ou o dispositivo de computação usado
seja outro. O sistema permite que todas as aplicações e recursos associados com as atividades
sejam restaurados automaticamente quando uma
atividade é retomada, otimizando consideravelmente a rotina clı́nica. Este suporte à persistência
atende à necessidade de mobilidade, que é um
dos principais requisitos das rotinas clı́nicas em
hospitais.
A idéia central deste projeto é o desenvolvimento de aplicações para otimizar a rotina dos
profissionais de saúde, considerando os aspectos
inerentes à profissão. Para isto foram construı́dos
vários cenários do ambiente hospitalar, baseados nas rotinas dos médicos e enfermeiros. Esta
trabalho foi realizado para identificar modelos
de atividades, permitindo assim desenvolver uma
aplicação para reconhecimento de contexto.
As principais atividades identificadas se referem aos seguintes cenários:
• busca de medicamentos na farmácia do hospital, administração e controle de medicamentos (realizadas por enfermeiros);
• prescrições de medicamentos (realizadas por
médicos), baseadas em resultados de exames
e discussão com outros profissionais de saúde
sobre dosagens e tipos de drogas;
• colaboração;
• videonferências para consultas e diagnósticos;
• conversas com os paciente para explicar diagnósticos e tratamentos;
• cirurgias.
A arquitetura desenvolvida utiliza o conceito
de infra-estrutura de computação guiada por atividades (ADCI - Activity-Driven Computing Infrastructure). O monitoramento das atividades
de rotina do ambiente hospitalar e do contexto
do usuário permitem a descoberta das atividades
•
8
executadas pelo clı́nico, o que possibilita que o
sistema atue de forma pró-ativa. Isto permite que
sejam executadas de forma automática aplicações
baseadas na atividade e contexto do usuário,
reduzindo desta forma o tempo gasto caso fosse
necessário navegar em uma interface (menu) com
diversas opções.
Os usuários e recursos são identificados e localizados através de dispositivos de radio-frequência
disponı́veis no ambiente hospitalar.
O sistema desenvolvido permite que todos os
recursos digitais (resultados de exames laboratoriais, imagens para diagnósticos, registros médicos)
necessários para a realização de uma atividade
relacionada com um determinado paciente sejam
organizados e agrupados logicamente.
A Figura 1 apresenta a arquitetura do projeto
ABC, o qual foi estruturado nas seguintes camadas:
• Infraestrutura: realiza o gerenciamento das
atividades colaborativas e distribuı́das através da adaptação dos recursos ou serviços
disponı́veis em um determinado ambiente
computacional;
• Cliente: gerencia a atividade em um dispositivo especı́fico;
• Aplicação: possui rotinas e padrões para a
utilização dos serviços disponı́veis na arquitetura do cliente.
3.2.2 ClinicSpace: modelagem de uma ferramenta
piloto para definição de tarefas clı́nicas em um
ambiente de computação
O projeto ClinicSpace [23], [24] tem como objetivo adaptar um middleware para gerenciamento
de atividades clı́nicas através da computação pervasiva. Está sendo desenvolvido na Universidade
Federal de Santa Maria pelo Grupo de Sistemas
de Computação Móvel (GMob). O ClinicSpace é
um Sistema Eletrônico de Saúde (EHS - Electronic Health System) cuja arquitetura foi desenvolvida com o objetivo de atender aos requisitos dos
médicos, diminuindo assim a frequente rejeição na
implantação deste tipo de sistema no ambiente
hospitalar. O sistema disponibiliza um assistente
para ajudar os profissionais de saúde a executar
suas atividades, usando para isto a computação
orientada a atividades.
O projeto usa a captura de contexto para
reduzir a complexidade do sistema para os pro-
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9
Figura 1. Arquitetura do Projeto Activity-based Computing [21], [22]
fissionais de saúde. Os elementos de contexto
processados são tempo, recursos, perfil, paciente,
localização dispositivos e sensores. As informações
do ambiente clı́nico são capturadas e integradas
automaticamente às aplicações do sistema computacional, tornando os serviços prestados aos pacientes mais otimizados e com melhor qualidade
[24].
A arquitetura também permite a personalização no modo como cada usuário executa as
atividades, aumentando assim a aderência do sistema automatizado no ambiente hospitalar com o
objetivo de aumentar a sua aceitação.
A Figura 2 apresenta a arquitetura do projeto
ClinicSpace, o qual foi estruturado nos seguintes
nı́veis:
• Nı́vel superior: operador do sistema (profissional de saúde) que gerência suas tarefas
a serem executadas no ambiente pervasivo;
• Nı́vel intermediário: responsável pelo mapeamento e gerenciamento das tarefas definidas pelo operador e subtarefas (aplicações
pervasivas);
• Nı́vel inferior: responsável pela execução
das aplicações e gerenciamento do ambiente
pervasivo através do middleware EXEHDA
[7].
A seguir estão descritas o significado das abre-
viações usadas para identificar os componentes da
arquitetura:
• IETC: Interface de Edição de Tarefas e Contexto
• SGDT: Subsistema de Gerenciamento Distribuı́do de Tarefas;
• SGT: Serviço de Gerenciamento de Tarefas;
• SAT: Serviço de Acesso a Tarefas;
• SCT: Serviço de Contexto de Tarefas
• pEHS: pervasive Electronic Health System.
Como diferencial em relação a outros projetos
semelhantes, o ClinicSpace é arquitetado com
foco nos profissionais de saúde que serão os
usuários do sistema, permitindo que os mesmos
personalizem as suas tarefas. O sistema desenvolvido permite que os usuários façam um balanceamento entre automatizar e controlar a execução das tarefas, disponibilizando recursos como
agendamento, execução, interrupção, continuação
e cancelamento de atividades. O projeto também
implementa a semântica siga-me, permitindo que
as tarefas acompanhem o usuário mesmo que ele
troque de dispositivo computacional.
3.2.3 Pertmed: Sistema de Telemedicina Móvel
(disponibilizando a informação onde ela é necessária)
O projeto Pertmed [26] tem como objetivo cientı́fico avaliar o uso na área de saúde de algumas
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10
Figura 2. Arquitetura do Projeto ClinicSpace [25]
das tecnologias desenvolvidas pelas pesquisas em
computação ubı́qua, atendendo dessa forma à
necessidade de mobilidade dos profissionais que
atuam no ambiente hospitalar. O sistema a ser
desenvolvido fará a conexão entre dispositivos
móveis e o sistema informatizado de acesso às
informações clı́nicas do hospital, possibilitando
assim que os profissionais de saúde tenham acesso
às mesmas de forma pervasiva.
O Pertmed está sendo desenvolvido através da
parceria entre grupos de pesquisa da Universidade
Federal de Santa Maria (Grupo de Sistemas de
Computação Móvel - GMob), Universidade Católica de Pelotas e Universidade Federal de Pelotas
(Grupo de Processamento Paralelo e Distribuı́dos
- G3PD).
O projeto tem como premissa a colaboração dos
profissionais de saúde dos hospitais universitários
destas instituições, os quais serão responsáveis
por determinar os requisitos do sistema a ser
desenvolvido. Estes profissionais também contribuirão para a identificação de caracterı́sticas e
funcionalidades, análise e adequação do projeto à
rotina hospitalar. Além do atendimento às necessidade destes dois hospitais, o sistema tem como
meta a generalização da solução para o atendimento aos requisitos da rede SUS (Sistema Único
de Saúde), onde poderá ser utilizado amplamente.
O Pertmed busca viabilizar o atendimento a
lugares remotos e carentes, onde há falta de ser-
viços de saúde especializados devido ao alto custo
de transporte. Isto seria viabilizado através do
acesso ao estado de saúde do paciente através
de monitoramento remoto. Simples orientações
clı́nicas poderiam ser enviadas diretamente aos
celulares dos pacientes. Desta forma o projeto
contribuirá com a redução na fragmentação e
interrupção de tratamentos devido a dificuldade
de acesso aos serviços de saúde.
O sistema está sendo desenvolvido na plataforma Java, utilizando diagramas UML (Unified
Modeling Language) e programação orientada a
objetos. O gerenciamento do ambiente pervasivo
é feito através do middleware EXEHDA [7].
Este projeto pretende disponibilizar informações de saúde (tais como resultados de exames
laboratoriais e registros de pacientes) aos médicos
e enfermeiros sempre que necessárias, baseadas
em contexto, independentemente do local onde
se encontram, a qualquer momento e de qualquer
dispositivo (acesso pervasivo).
De acordo com a proposta do projeto, para se
ter qualidade nos serviços prestados na área da
saúde, é necessário que os profissionais tenham
acesso rápido às informações clı́nicas dos pacientes, permitindo assim que os mesmos tomem decisões rápidas. Estas informações podem ser acessadas pelos profissionais de saúde através da internet e dispositivos móveis, tais como smartphones,
telefones celulares e PDAs. O sistema também
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disponibiliza o tráfego de informações entre os
profissionais de saúde e os pacientes.
3.2.4 uMed: Um Framework para o Gerenciamento
de Aplicações Direcionadas à Medicina Ubı́qua
O projeto uMED é uma arquitetura para desenvolvimento de software direcionada a medicina ubı́qua [2], [26], concebido como parte dos
esforços de pesquisa do projeto PERTMED. O
uMED foi desenvolvido no Grupo de Pesquisa em
Processamento Paralelo e Distribuı́do (G3PD) da
Universidade Católica de Pelotas (UCPel).
Este projeto permite o monitoramento remoto
dos sinais vitais de pacientes internados em um
ambiente hospitalar. O sistema pode emitir alertas clı́nicos através da captura de informações
contextuais. Os alertas são baseados em regras
criadas pelos profissionais de saúde, sendo possı́vel alterá-las a qualquer momento.
O uMED permite aos clı́nicos monitorar e controlar remotamente dispositivos e equipamentos
eletromédicos (tais como ventiladores pulmonar e
bombas de infusão) com o objetivo de otimizar
a rotina clı́nica dos profissionais de saúde. Os
dispositivos podem ser para controle ambiental,
como por exemplo alarmes, luzes de sinalização,
aquecedores e umidificadores. Através deste framework os equipamentos e dispositivos do ambiente ubı́quo podem ser configurados, acionados ou
desligados.
O uMED foi desenvolvido com a premissa de
ser integrado ao middleware EXEHDA [7], empregando suas funcionalidades de reconhecimento
e adaptação de contexto. Seu objetivo principal é
melhorar a mobilidade dos profissionais de saúde
através do fornecimento de serviços de saúde,
com acesso independente do tempo e localização.
O framework propõe uma infraestrutura para
integração de sensores e dispositivos computacionais móveis e fixos no meio hospitalar, disponibilizando serviços com consciência ao contexto
através de um ambiente ubı́quo.
A Figura 3 apresenta a arquitetura do projeto
uMED, o qual foi estruturado nos seguintes módulos:
• Gerente de Atuação: permitem controlar
(ligar, desligar e configurar) os atuadores do
ambiente ubı́quo de forma manual (através
do operador) ou automática (através do servidor de contexto);
11
Gerente de Aplicações: fornece ao usuário as aplicações disponibilizadas pelo framework : emissão de alertas aos profissionais
de saúde baseados no monitoramento de sinais vitais, acionamento imediato e configuração dos atuadores e elaboração de relatórios personalizados;
• Gerente de Borda: realiza o primeiro processamento dos sinais aquisitados pelos sensores e faz o tratamento dos dados para
acionamento dos atuadores;
• Gerente de Comunicação: responsável
por enviar mensagens de notificação aos clı́nicos, pacientes e familiares através de mensagems SMS (Short Message Service), Google
Talk e e-mail;
• Servidor de Contexto: realiza o processamento de informações de contexto através do
suporte semântico.
Como diferencial frente a outros projetos, o
uMED possui a possibilidade de geração de relatórios personalizados pelos usuários para estudo de
casos clı́nicos e a criação de regras para inclusão
e exclusão de atuadores e sensores, de maneira
que as caracterı́sticas dos mesmos possam ser
abstraı́das.
•
3.2.5 UbiDoctor: Serviço de Gerenciamento de
Sessão para Ambientes de Medicina Ubı́qua
O projeto UbiDoctor [27] é um middleware, desenvolvido na Universidade Federal de Pernambuco
(UFPE), proposto para fornecer serviços de medicina ubı́qua com o objetivo de melhorar a produtividade dos profissionais de saúde. Através desta
arquitetura estes profissionais podem acessar de
forma ubı́qua os dados pessoais e casos clı́nicos de
pacientes, visualizar pareceres clı́nicos anteriores
e solicitar segunda opinião a outros médicos.
O UbiDoctor considera a necessidade de atendimento a premissas tais como a interação entre
os profissionais de saúde para troca de informações e opiniões clı́nicas, suporte à mobilidade
dos usuários (caracterı́stica inerente ao ambiente
hospitalar), necessidade de acesso às informações
de saúde do paciente através de diversos tipos de
dispositivos computacionais, nomadismo e interrupções constantes da execução de atividades.
A Figura 4 apresenta a arquitetura do middleware UbiDoctor, o qual foi estruturado nos
seguintes serviços:
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Figura 3. Arquitetura do Projeto uMED [2]
12
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
•
•
•
Serviço de Gerenciamento de Contexto:
encarregado de examinar os dados contextuais e enviar aos demais serviços através de
variáveis de contexto;
Serviço de Gerenciamento de Sessões:
disponibiliza a manutenção e persistência das
sessões e a migração de aplicações;
Serviço de Adaptação de Conteúdo: faz
a adequação das informações a serem apresentadas ao usuário considerando a abrangência da rede e as caracterı́sticas e configurações do dispositivo computacional usado.
13
Através do serviço de gerenciamento de sessão
esta troca é feita com a persistência do conteúdo
assegurada. Dependendo dos tipos de dispositivos
usados, o ajuste do conteúdo a ser exibido ao
usuário é realizado através dos serviços de gerenciamento de contexto e adaptação de conteúdo do
middleware.
Na Figura 5 pode-se observar a arquitetura
doUHSy.
Figura 5. Arquitetura do módulo doUHSy [27]
Figura 4. Arquitetura do Projeto UbiDoctor [27]
Com o objetivo de realização de testes foram
implementados os serviços de gerenciamento de
contexto, gerenciamento de sessão e adaptação de
conteúdo do middleware UbiDoctor. Também foi
desenvolvida uma aplicação protótipo chamada
de UHSys (Ubiquitous Health System) para uso
destes serviços. O UHSys possibilita aos profissionais clı́nicos acessarem um sistema de Prontuário Eletrônico do Paciente (PEP), permitindo
que o mesmo seja utilizado a qualquer momento
(anytime), de qualquer lugar (anywhere) e em
qualquer dispositivo computacional (any device).
O sistema também permite que os profissionais de
saúde solicitem e atendam a pedidos de segunda
opinião médica.
Através da arquitetura desenvolvida, o médico
pode fazer a migração de uma atividade em execução para outro tipo de dispositivo computacional,
no qual a tarefa continuará a ser executada.
Na parte superior da figura estão os servidores
de aplicação dos PEPs, enquanto na parte inferior
estão representados os serviços disponibilizados
pelo middleware UbiDoctor. Estes componentes
formam o back end do sistema, responsáveis pelos
serviços disponibilizados aos clientes. Os componentes que acessam o ambiente computacional
através de computadores pessoais, tablets, PDAs
ou telefones celuares são denominados clientes e
formam o front end do cenário.
Os profissionais de saúde podem acessar os
dados do paciente através do front end de qualquer lugar, usando diversos tipos de dispositivos
computacionais através de diversas possibilidades
de rede de acesso. Dependendo do dispositivo
de acesso usado, as aplicações terão mais ou
menos recursos disponibilizados aos clientes. Por
exemplo, a aplicação web usada em computadores
pessoais terá mais recursos disponı́veis que um
telefone celular, devido as limitações impostas
pelos tamanhos de display e teclado deste último.
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
4
14
Aquisição de sinais vitais
As aplicações utilizando redes de sensores sem fio
são uma tendência no monitoramento de saúde
[28]. Neste capı́tulo será apresentado uma revisão
sobre este tecnologia e os principais sinais vitais
monitorados em aplicações médicas.
4.1 Wireless Body Area Networks
O avanço da tecnologia permitiu o desenvolvimento e a miniaturização de sistemas microcontrolados com comunicação sem fio em dispositivos
portáteis.
Rede de Sensores sem Fio (RSSF) é uma tecnologia que permite a aquisição de dados sensoriais
a partir de pequenos dispositivos independentes,
chamados de nodos ou nós, distribuı́dos em uma
região de interesse [29]. Estes dispositivos possuem poder de computação limitado e fazem uso
da comunicação wireless para a coleta de dados
e conexão com alguma rede, como por exemplo a
Internet [30].
As RSSF podem ser consideradas como uma
das primeiras implementações reais da computação pervasiva, segundo a qual dispositivos computacionais eventualmente iriam permear o ambiente [30]. Este dispositivos devem ser pequenos,
inteligentes, baratos e funcionar por grandes perı́odos de tempo de forma autônoma.
De acordo com [31], o termo nó ”indica um
elemento computacional com capacidade de processamento, memória, interface de comunicação
sem fio, além de um ou mais sensores do mesmo
tipo ou não. Redes de sensores sem fio diferem
de redes de computadores tradicionais em vários
aspectos. Normalmente essas redes possuem um
grande número de nodos distribuı́dos, têm restrições de energia, e devem possuir mecanismos
para auto-configuração e adaptação devido a problemas como falhas de comunicação e perda de
nodos. Uma RSSF tende a ser autônoma e requer
um alto grau de cooperação para executar as
tarefas definidas para a rede.”
Wireless Body Area Network (WBAN), também chamada de Body Sensor Networks (BSN),
é uma RSSF otimizada para uso na área da
saúde. Esta rede é composta por um conjunto
de unidades móveis (nós sensoriais ou atuadores)
e compactas colocados na roupa, corpo ou sob
a pele do paciente. Esta promissora tecnologia
Figura 6. Arquitetura de um nó sensor [32]
está permitindo o desenvolvimento de aplicações
nas áreas de monitoramento remoto de saúde,
medicina e esportes, beneficiando-se da liberdade
de movimento possibilidade pelo uso das WBANs.
Um exemplo da aplicação seria o envio de sinais
vitais de um paciente para um central de monitorização e controle ou a um profissional de saúde
encarregado.
Como requisitos essenciais, cada nó possui uma
fonte de energia própria com alto grau de eficiência energética, o que permite o funcionamento por
toda sua vida útil sem necessitar de manutenção,
e dimensões reduzidas, possibilitando seu uso no
vestuário do paciente. Estes nós se comunicam
entre si e com a central através de tecnologia sem
fio, enquanto a central de controle se comunica
com o mundo externo por meio de uma rede
local, rede de dados para telefonia celular ou pela
Internet [33].
O uso de WBANs torna possı́vel um monitoramento mais completo das condições de saúde dos
pacientes, permitindo assim a supervisão e registro permanente de seus sinais vitais [33]. Desta
forma os profissionais de saúde conseguem obter
um diagnóstico médico mais preciso, resultando
em um tratamento clı́nico mais eficiente.
O
Nike
+
iPod
Sport
Kit
(www.apple.com/ipod/) é um exemplo de
um produto comercial baseado em WBAN para
uso durante a prática de exercı́cios fı́sicos. O
sistema é baseado no uso de um sensor colocado
dentro de um tênis, o qual se comunica com o
iPod através de comunicação sem fio. Durante o
exercı́cio, pode-se consultar no iPod informações
tais como a distância percorrida, calorias gastas,
tempo de duração e ritmo da corrida.
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15
Figura 7. Arquitetura de uma WBAN (www.jneuroengrehab.com)
iPod estivesse colocado a uma curta distância e
fora do corpo do atleta, a ligação seria chamada
de off-body. No caso de sensores implantados, a
ligação é chamada de in-body.
4.2 Tipos de sinais vitais
Nesta seção serão caracterizados os principais
sinais fisiológicos monitorados pelas aplicações
voltadas a medicina ubı́qua.
Figura 8.
Nike +
(www.apple.com/ipod/)
iPod
Sport
Kit
De acordo com [34], o tipo de ligação entre o
sensor (instalado no pé do esportista) e o iPod
(colocado no braço) é chamada on-body. Caso o
4.2.1 Oxı́metria de pulso
A oxı́metria de pulso (SpO2) realiza de forma rápida, precisa e prática a medição da porcentagem
de hemoglobina saturada com oxigênio no sangue
(SpO2) [35]. Este é um método não invasivo que
permite obter de forma instantânea o estado de
oxigenação arterial do paciente. O monitoramento
deste parâmetro pode ser feito de forma contı́nua,
trazendo assim maior segurança aos processos de
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
16
administração de oxigênio ao paciente. A análise
de SpO2 é feita principalmente em pacientes com
obstrução pulmonar crônica e doenças respiratórias, através da qual pode-se avaliar os sistemas
cardı́aco e respiratório.
O sensor possui um formato semelhante a um
prendedor de roupas e normalmente é instalado
na ponta de um dos dedos das mãos do paciente,
as quais são regiões ricas em vasos sanguı́neos.
Também é possı́vel colocá-lo nos dedos dos pés,
nariz e no lóbulo da orelha.
O fato de nosso sangue possuir uma cor mais ou
menos vermelha indica uma maior ou menor taxa
de oxigenação. A medição é feita através de um
fotodetector, que é um dispositivo semicondutor
aprimorado para absolver fótons, combinando os
princı́pios da pletismografia e espectrofotometria.
São gerados dois sinais com comprimentos de
onda diferentes (luzes vermelha e infravermelha),
os quais atravessam a região repleta de vasos
sanguı́neos. Parte do sinal irradiado será absorvido pelo sangue arterial, sendo que os sinais
resultantes são então medidos pelo fotodetector.
O resultado da oxigenação arterial do paciente
é obtido pela diferença da absorção de luz, que
varia conforme a existência de hemoglobina oxigenada ou desoxigenada [36]. Através deste método
também é possı́vel medir a frequência cardı́aca do
paciente.
Geralmente os equipamentos usados para fazer
esta medição, chamados de oxı́metros de pulso,
são pequenos e portáteis.
4.2.2 Eletrocardiograma
O eletrocardiograma (ECG) é uma importante
ferramenta para monitoramento do funcionamento do coração, capaz de fazer o registro da
atividade elétrica relacionada à ação do músculo
cardı́aco. A atividade mecânica gerada pelo coração produz um sinal elétrico que é captado através
de eletrodos colocados na pele do paciente. Este
sinal elétrico possui amplitude entre 50uV e 5mV
e frequência entre 0,1 a 100Hz [35].
Depois da captura, o sinal é então filtrado e
processado para a geração de gráficos e valores
numéricos, os quais podem ser avaliados por um
profissional de saúde qualificado para realizar a
sua análise e uma correta interpretação.
A análise de ECG é usada para diagnosticar
doenças e arritmias relativas a problemas no funcionamento do coração, tais como taquicardia,
bradicardia, infartos do miocárdio, entre outras.
O exame também é usado para avaliar o funcionamento do músculo cardı́aco através de exames
de esforço fı́sico [35].
Figura
10.
Eletrocardiograma
(www.caepcampinas.com.br/e-infra-eletro.asp)
4.2.3 Frequência cardı́aca
Figura 9.
Oxı́metro
(www.lightinthebox.com)
de
pulso
Este parâmetro indica o número de batimentos
cardı́acos por unidade de tempo e é usualmente
expresso em batimentos por minuto (BPM), podendo ser medido através do oxı́metro de pulso,
ECG (eletrocardiograma) ou através da PANI
(Pressão Arterial Não Invasiva). A frequência
cardı́aca (FC) é usada para auxiliar no diagnósportátil tico e acompanhamento das condições clı́nicas de
pacientes.
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
A faixa de frequência cardı́aca de adultos em
repouso considerada normal é de 60 a 100 BPM,
sendo que os valores abaixo são considerados
como bradicardia e os acima como taquiacardia
[37]. Os monitores multiparamétricos possuem
alarmes visuais e sonoros de baixa e alta frequência cardı́aca.
Também é possı́vel medir manualmente a FC
em partes do corpo onde pode-se sentir a pulsação arterial, tais como peito, pescoço e pulso.
Para isto basta pressionar o peito com a palma
da mão e o pescoço (artéria carótida, localizada
pouco abaixo da mandı́bula) ou punho com os
dedos indicador e médio, contando o número de
batimentos em um minuto.
17
A temperatura é medida em partes do corpo
que possuam uma grande irrigação sanguı́nea, tais
como boca, axila, ânus e esôfago. Para medir esta
grandeza pode-se usar um termistor, o qual é
um componente eletrônico que gera uma tensão
elétrica proporcional à temperatura.
Figura 12.
Medição de temperatura corporal
(www.sciencephoto.com)
4.2.5 Gases respiratórios
Através de um analisador de gases pode-se medir
a concentração de oxigênio, gás carbônico, agentes
anestésicos e óxido nitroso na mistura inspirada
e expirada pelos pacientes [35]. Para fazer esta
Figura 11. Medição manual da frequência cardı́aca análise uma pequena amostra de gás é coletada
(www.adam.com/)
do sistema respiratório do paciente através de um
tubo. No equipamento esta amostra passa por
algumas etapas, onde é avaliada por diferentes
4.2.4 Temperatura corporal
métodos para a detecção e medição da quantidade
A temperatura em seres humanos é quase sem- existente de cada um destes tipos de gases.
pre constante, mesmo quando estamos submetidos a muito calor ou frio, graças a nosso aparelho termoregulador. Quando há um problema
que gere uma deficiência nesta regulação térmica, ocorre hipertermia (quando o corpo produz ou absorve mais calor do que pode dissipar), hipotermia (queda da temperatura) e febre (aumento da temperatura corporal acima
do ponto de regulação). A produção de calor em nosso organismo é feita através da alimentação, fı́gado e músculos. Já a perda calórica acontece pelo sangue através da transmissão do calor para a superfı́cie do corpo atraAnalisador de gases anestésicos
vés da radiação, evaporação, convecção e condu- Figura 13.
(www.medicalexpo.es)
ção (www.infoescola.com/fisiologia/temperaturacorporal/).
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
18
4.2.6 Frequência respiratória
A frequência respiratória (FR) é o número
de vezes por minuto que nosso organismo
realiza ciclos de inspiração e expiração. Apesar
destes ciclos respiratórios serem involuntários,
podemos alterar sua frequência por vontade
própria até certo ponto. O sistema nervoso
de uma pessoa adulta estimula a ventilação
pulmonar em uma frequência de 12 a 15
ciclos por minuto. Ao realizarmos exercı́cios
fı́sicos ou quando ocorre a redução da
concentração de oxigênio no sangue, nosso sistema
nervoso aumenta a FR para captar mais gás
(https://sites.google.com/site/educopediaedfisica
/seguranca-no-esporte/frequencia-respiratoria).
A FR é medida através sinal da curva de
capnografia, que uma técnica usada para obter
informações sobre os padrões de respiração, produção e eliminação de dióxido de carbono (CO2)
do sistema respiratório, perfusão pulmonar e ventilação alveolar.
Figura 14. Equipamento para medição de Pressão
Arterial Não Invasiva (www.futurvida.com)
4.2.8 Pressão Arterial Invasiva
Através da medição da pressão arterial invasiva
(PAI) é possı́vel obter valores confiáveis, diretos
e contı́nuos, tornando possı́vel detectar precocemente complicações no estado do paciente.
A medida é feita por um transdutor de pressão
e um catéter inserido no sistema circulatório do
paciente [35]. O catéter é preenchido com um
fluı́do fisiológico que transmite a pressão do ponto
4.2.7 Pressão Arterial Não Invasiva
de medição até o sensor. O transdutor de pressão
deve possuir rápido tempo de resposta e alta
A medição da PANI é realizada de modo indi- sensibilidade.
reto através do método oscilométrico [35]. Para
isto uma bolsa inflável (manguito) é instalada
no braço do paciente e a pressão sanguı́nea é 4.3 Monitoramento Local x Remoto
medida através da variação de pressão no interior O monitoramento de sinais vitais dos pacientes
da mesma. O manguito passa a ser inflado até ganha ainda maior relavância quando conseguibloquear o fluxo de sangue na artéria braquial do mos realiza-lo de forma remota. Entretanto, para
braço. A bolsa passa então a ser esvaziada, fa- isso temos que transpor as dificuldades técnicas
zendo com que a oscilação de pressão aumente até envolvidas, e não são apenas dificuldades tecnoatingir um valor máximo, quando então começa a lógicas, mas também de infra estrutura. Requidiminuir.
sitos mı́nimos devem ser atendidos para que se
A pressão sistólica (ponto mais alto da pressão tenha a integridade e a segurança requerida dos
nas artérias) é o valor medido dentro da bolsa sinais vitais dos pacientes. O atendimento destes
quando a oscilação começa a ser perceptı́vel. A requisitos é necessário para que se tenha um
pressão diastólica (ponto mais baixo da pressão monitoramento com qualidade dos sinais vitais
nas artérias, que é a pressão que está sempre dos pacientes. Entende-se por monitormanto com
presente sobre as paredes arteriais) é o valor me- qualidade, uma forma de monitoramento na qual
dido quando a oscilação deixa de ser perceptı́vel o médico possa realizar o diagnóstico sem receio
sobre a qualidade dos dados recebidos [35]. Os
(www.eerp.usp.br/ope/manual.htm).
A medição de pressão no interior do manguito principais requisitos são analisados abaixo:
pode ser feita através de transdutores de pressão (em um equipamento digital) ou por um 4.3.1 Sigilo e Segurança dos Dados
manômetro (em um equipamento convencional - Em um monitoramento remoto, as informações
fisiologicas do paciente trafegarão atraves da inesfigmomanômetro).
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
19
ternet aberta e desta forma ficara, de certa maneira, acessivel a todos. Em função disto, fica
compromentida a privacidade do paciente. Para
mitigar a quebra de privacidade pode ser utilizado
algum tipo de algoritmo de criptografia.
o meio de transmissão for o ar. Atrasos variáveis
são causados pelo enfileiramento dos pacotes nos
roteadores e pelo congestionamento da rede.
4.3.2 Largura de Banda
O monitoramento remoto exige o envio de alguns
dos diversos sinais fisiologicos, quanto mais sinais
enviarmos provavelmente maior será a capacidade
de analise do profissional de saude. Assim sendo
quanto mais sinais queremos enviar maior devera
ser quantidade de banda disponivel para o envio
destes dados. Segundo critério de Nyquist [?], a
mı́nima frequência de amostragem de um sinal
deve ser maior que duas vezes a frequência deste
sinal. Evidentemente não devemos fazer aquisiçoes em frequûencias desnecessárias pois devemos
lembrar que teremos que transmitir estes dados
e quanto maior a quantidade de dados a serem
transmitidos maior tera que ser a capacidade de
escoamento destes dados, ou seja, a largura de
banda. Dependendo da escolha do protocolo de
transmissão de dados pode ser que seja necessária
a utilização de técnicas de reenvio de dados, de
controle de fluxo e outros mecanismos que garantam a chegada dos dados no destino esperado, isto
acarreta em maior quantidade de dados enviados
e desta forma um acrescimo a mais na largura de
banda necessária. Tipicamente os sinais vitais de
maior frequência são os do batimento cardı́aco e
exigem uma taxa de amostragem de aproximadamente 250Hz com uma resolução d 16 bits [35].
Um tipo especifico de atraso, o Jitter ocorre continuamente, é um atraso variável que os pacotes
levam para chegar ao destino. Como o Jitter
é uma variação do atraso, é possı́vel que um
determinado pacote chegue ao seu destino depois
de seu sucessor. Como cada pacote tem um “time
stamp”, existe uma bufferização com atraso, ou
seja, é inserido um atraso na recepção de dados
de forma a dar tempo para a chegada do próximo
pacote.
4.3.3 Atraso (Latência)
O intervalo entre o gerador de informação e o receptor pode ter desde alguns centimetros até centenas de quilometros. Sendo assim, dependendo
desta distancia (caminho), dos meios utilizados
para o envio dos dados, de quantos roteadores, switchs, conversores, radios, etc... os dados
irão ter que atravessar podemos ter um grande
atraso entre a produção do dado e a recepção
na aplicação, este atraso, tecnicamente chamado
de Latência. Os atrasos fixos são causado pela
velocidade de propagação do sinal no meio de
transmissão. Os sinais podem ser elétricos quando
o meio de transmissão for um condutor elétrico,
podem ser ópticos, quando o meio de transmissão
for fibra óptica e ondas eletromagnéticas, quando
4.3.4 Jitter
4.3.5 Perdas
Todo o sitema de transmissão de dados corre o
risco de perder informação durante a tramissão.
A maioria dos protocolos de transmissão utiliza
algum tipo de proteção contra a perda de informação. Entretanto para alguns tipos de aplicações
perdas ocasionais de alguns pacotes não comprometem a qualidade. Por exemplo, na transmissão
de uma música pela internet, se for perdido um
dado não há a necessidade de recuperá-lo pois ele
não é mais útil. No monitoramento de sinais vitais
em tempo real também, se um dado for predido
ele não será mais util. Para melhorar a qualidade
das informações recebidas, podemos transmitir
pacotes com poucas informações [35].
4.3.6 Disponibilidade
Se pensarmos que o monitormanto pode estar
sendo utilizado para verificar a reação de um
paciente durante uma cirurgia remota, a queda
da conecxão pode significar o óbito do paciente.
A disponibilidade da rede é um dos fatores mais
imortantes.
4.3.7 Tempo Real
A transmissão em tempo real dos dados é necessária pois os dados devem chegar ao seu destino
assim que começam a ser que começam a ser
transmitidos. Para assegurar isso, são utilizadas
técnicas de envio de pequenos pacotes, cada um
destes pacotes contem os dados aquisitados referentes a um único sinal fisiológico.
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
4.4
Protocolos de Comunicação
Sabemos que toda aplicação que deseja transmitir dados faz isso necessariamente utilizando
algum protocolo. Isso acontece porque precisamos
preservar o sincronismo dos dados, ou seja, a
ordem dos pacotes enviados deve ser a mesma
dos dados recebidos, este tipo de sincronismo é
chamado de “sincronismo IntraMidia”. Também
é necessário que sejam sincronizados os dados de
cada sinal vital entre si, a este tipo de sincronismo
denominamos “sincronismo intermidia” [35]. As
principais possibilidades de protocolos para transmissão de dados são o TCP, o UDP e o RTP.
• TCP: O protocolo TCP é um serviço orientado a conecxão confiavel, ou seja, ele garante
a troca de informação entre as duas pontas.
Utiliza mecanismos de controle de fluxo e
congestionameto que trabalham para garantir a chegada dos dados na ordem em que
foram enviados ao seu destino, entretanto,
para fazer isso o protocolo utiliza mecanismos de retransmissão de pacotes perdidos ou
corrompidos, isso garante a entrega do dado,
porem, enquanto este dado não chegar no
seu destino a aplicação que está rodando não
pode seguir e acaba tendo que esperar. Outro
aspecto a ser analisado é que para efetuar o
controle do fluxo e o congestionamento o protocolo pode decrementar a taxa de transmissão ocasionando instabilidades na aplicacão.
Este protocolo não permite a utilização de
multicasting.
• UDP: O protocolo UDP não espera pela retransmissão de pacotes perdidos, desta forma
dados podem ser perdidos. Também não possui mecanismos de sincronização, controle de
fluxo e congestionamento.
• RDP: Este protocolo transfere dados em
tempo real, possui mecanismos de sincronização, controle de fluxo e congestinamento,
mas não possui gerenciamento de largura de
banda.
20
4.5.1 CodeBlue
Codeblue [38]–[41] é um projeto da Universidade
de Harvard com foco no desenvolvimento de infraestrutura de rede para sensores sem fio em
aplicações médicas. O sistema possui suporte para
uso em emergências, cuidados médicos em situações de desastres e reabilitação de pacientes com
problemas cardı́acos. O sistema é baseado em uma
rede de sensores para monitoramento de sinais
vitais e registros médicos para uso em decisões
nos tratamentos de saúde. Também é possı́vel
monitorar a localização dos pacientes através de
sinais de radiofrequência.
Com a arquitetura criada é possı́vel melhorar o
atendimento de vı́timas em desastres e acidentes,
através da coleta de sinais vitais e localização dos
pacientes durante o regaste. O sistema permite
integrar estes dados com as informações de outros
sistemas de saúde, possibilitando que os clı́nicos
possam, remotamente, dar pareceres médicos e
indicar o procedimento mais adequado.
O projeto suporta o uso de sensores para monitoramento sem fio de oximetria, eletrocardiograma (ECG ou EKG), eletromiografia (EMG)
e movimentos [40]. Com o sensor de oximetria
é possı́vel medir a frequência cardı́aca e a porcentagem de saturação de oxigênio no sangue. O
ECG é medido através de um par de sensores, os
quais permitem fazer o monitoramento contı́nuo
da atividade elétrica do coração, através do qual é
possı́vel identificar arritmias e ataques do coração.
A EMG é feita através do uso de eletrodos superficiais colocados na pele do paciente, os quais
medem os impulsos elétricos dos músculos. Os
movimentos dos membros (tais como braços, pernas, costas e tronco) são monitorados através de
um acelerômetro de três eixos e um giroscópio. O
acelerômetro monitora a orientação e movimento
de cada segmento do corpo. O giroscópio mede
a velocidade angular e, combinado com dados do
acelerômetro, pode ser utilizado para determinar
com precisão posição dos membros. A EMG e
4.5 Projetos para monitoramento de sinais os sensores de movimento são utilizados para
vitais
avaliar a eficácia em tratamentos para a doença
de Parkinson e na reabilitação fı́sica após um
Nesta seção são apresentados alguns trabalhos
acidente vascular cerebral (AVC).
baseados em redes sem fio para aquisição de sinais
vitais.
O Codeblue opera com diversos tipos de dispo-
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
21
Figura 15. Arquitetura do projeto Codeblue [39]
Figura 16. Sensores sem fio desenvolvidos no projeto Codeblue [40]
sitivos, tais como motes 3 de baixa potência, PCs e
PDAs [38]. O módulo é composto de um mote modelo MICA2 (http://bullseye.xbow.com:81 /Products/productdetails.aspx?sid=174) que transmite, a um determinado intervalo de tempo, pacotes de dados com medições de sinais vitais
do paciente [38]. Estas informações podem ser
transmitidas para um PC ou notebook através
de comunicação com fio ou diretamente para
os PDAs dos profissionais de saúde através de
comunicação wireless.
O núcleo da arquitetura do CodeBlue é baseada
em um modelo de comunicação publish, onde os
dispositivos podem se inscrever para receber informações dos sensores de interesse. A arquitetura
de hardware e a camada de software responsá3. Mote é um módulo microcontrolado que possui alimentação própria através de baterias, sensores, porta de entrada/saı́da e um módulo de comunicação.
vel pela descoberta de novos nós permitem que
sensores sejam facilmente integrados à rede. A
arquitetura do sistema pode ser parametrizada
através de filtros, por meio dos quais é possı́vel
criar regras para envio de alertas quando um
sensor apresente alguma medição que se encontre
fora da faixa considerada normal [40].
A Figura 17 mostra uma tela de interface do
Codeblue apresentando o relatório de monitoramento dos sensores de batimentos cardı́acos,
oximetria e ECG.
4.5.2 MobiHealth
O projeto MobiHealth [42]–[47] foi criado com
o objetivo de atender diversas áreas da saúde,
tais como homecare, traumas, monitoramento de
pacientes de alto risco e portadores de doenças
crônicas. Várias condições médicas foram consideradas, tais como arritmias cardı́acas, artrite
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
22
Figura 17. Interface de usuário do projeto Codeblue [40].
reumatóide, insuficiência respiratória e gravidez
de alto risco.
O MobiHealth foi inicialmente desenvolvido
pela Comissão Européia, entre os anos de 2002
e 2004, com a finalidade de criar uma plataforma
de serviços para pacientes e profissionais de saúde.
Nesta etapa o objetivo foi descobrir se seria possı́vel realizar assistência médica através de sistemas
móveis de cuidados à saúde com o uso de redes
de comunicação 2.5 e 3G .
Posteriormente, entre os anos 2004 e 2008, o
projeto foi continuado pelo grupo holandês de
pesquisas HealthService24, quando passou a ser
chamado de Freeband Awareness [42]. Nesta fase
o objetivo foi desenvolver uma plataforma de
serviços sensı́veis ao contexto, através da disponibilização de serviços adaptáveis ao contexto do
usuário (localização, momento e atividade que
está realizando). Também fazia parte do escopo
do projeto a avaliação do potencial de mercado
para os sistemas de monitoramento remoto.
Atualmente o MobiHealth está sendo desen-
volvido pelo projeto europeu chamado de MyoTel (Myofeedback based Teletreatment service). O
grupo está pesquisando o potencial de mercado
para myofeedback baseado em monitoramento remoto e sistemas de tratamento para pacientes
que sofrem de dores crônicas nos ombros e nas
costas (www.myotel.eu/). O projeto conta com o
apoio de diversos parceiros europeus, tais como
fornecedores de hardware, hospitais, prestadores
de serviços médicos, operadoras de redes móveis
de dados, desenvolvedores de aplicações e infraestrutura móveis.
Em todos os projetos estão sendo feitos experimentos com diversos cenários para cuidados de
saúde e tipos de pacientes, realizados por grupos
de pesquisas de diferentes paı́ses europeus [43].
O sistema MobiHealth possibilita que os sinais
vitais de pacientes possam ser monitorados remotamente por uma BAN customizável, a qual é
conectada a uma plataforma móvel de serviços de
saúde através de uma rede sem fio [42], [43]. Desta
forma os pacientes com doenças crônicas podem
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
ser monitorados sem a necessidade de estarem
hospitalizados, podendo prosseguir as suas atividades diárias com liberdade e receberem pareceres
de profissionais de saúde em tempo real. Com
a plataforma desenvolvida é possı́vel monitorar
continuamente a pressão arterial, frequência cardı́aca, respiração e ECG [43].
A BAN é formada por sensores, atuadores,
meios de comunicação e módulos de processamento. Os sensores da rede BAN são instalados
no corpo do paciente. A comunicação entre os
nodos da rede BAN é feita através de redes de
comunicação sem fio de curto alcance, tais como
a tecnologia Bluetooth [42]. O sistema possui uma
unidade-base móvel, implementada através de um
PDA da fabricante HTC, que aquisita os sinais
vitais e os envia para um servidor de aplicação
através de uma rede de banda larga sem fio (Wi-Fi
ou 2.5/3/3.5G) [43]. Estes sinais vitais são então
transmitidos para análise pelos profissionais de
saúde.
Figura 19. Sensores e interface de usuário do
MobiHealth (www.mobihealth.com)
Como resultado, o projeto provou que o monitoramento móvel e remoto de pacientes reduz
os custos dos tratamentos de saúde, já que diminui a quantidade de exames que precisam ser
realizados nos hospitais e melhora a qualidade de
vida dos pacientes [43]. As pesquisas realizadas
também concluem que a BAN é uma tecnologia
em crescimento e que irá apoiar estes objetivos.
23
4.5.3 UbiMon
O UbiMon [48], [49] (Ubiquitous monitoring environment for wearable and implantable sensors ou
Ambiente de Monitoração Onipresente para Sensores Vestı́veis ou Implantáveis) é um framework
desenvolvido pelo Departamento de Computação
do Imperial College London com o objetivo de
disponibilizar um monitoramento contı́nuo e em
tempo real do estado fisiológico de pacientes não
hospitalizados e que estejam desenvolvendo suas
atividades normais no seu dia-à-dia. O projeto
considera pacientes com arritmias cardı́acas ou
em acompanhamento pós-operatório. O sistema
permite o armazenamento e processamento a
longo prazo dos dados aquisitados, possibilitando
desta forma a análise de tendências, detecção e
predição de situações de risco à vida do paciente.
Os resultados da análise dos dados coletados podem ser enviados para o médico responsável pelo
paciente. Além disto, o sistema pode automaticamente acionar uma ambulância no caso de uma
emergência médica.
De acordo com as pesquisas do projeto [49],
um dos principais desafios no monitoramento contı́nuo de pacientes que não estão hospitalizados
é identificar qual o contexto em que os sinais
fisiológicos estão sendo aquisitados. Isto se deve
ao fato de que os sinais vitais variam conforme
a atividade em que o paciente está envolvido e
a inúmeros fatores ambientais. Como exemplo,
uma alteração nos sinais de ECG podem ser tanto
devido a condição cardı́aca do paciente quanto ao
estresse fı́sico e mental ao qual o paciente está
submetido.Portanto, neste projeto, foram considerados sensores para entender o contexto do
paciente, juntamente com os demais sensores para
monitoramento dos sinais vitais, para que possa
ter uma imagem mais ampla do estado fisiológico
do paciente.
A figura 20 apresenta alguns cenários dos testes
de protótipos de sensores de movimentos usados
para identificar o contexto do corpo do paciente,
ou seja, se o mesmo está caminhando, sentado,
correndo, subindo escadas, andando de bicicleta,
etc. Estes testes foram feitos para identificar
as posições mais adequadas para instalação dos
sensores no corpo do paciente e quais tipos de
sensores ideais para uso.
O projeto é baseado em uma BSN (Body Sensor
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
24
Figura 18. Arquitetura de serviços do MobiHealth [46].
Figura 20. Cenários dos testes de protótipos de sensores de movimentos usados no projeto UbiMon [49].
Network ) usando uma rede ad hoc, composta
de sensores vestı́veis e implantáveis. O projeto
possui suporte para diversos sensores sem fio, tais
como temperatura corporal, pressão sanguı́nea,
SpO2, frequência cardı́aca e ECG [48]. Também
estão disponı́veis sensores, tais como acelerômetros, para suporte à consciência do contexto.
Conforme apresentado na figura 21, a arquitetura do sistema é composta de uma unidade de
processamento local, nós sensores da rede BSN,
servidor central, banco de dados do paciente e
estações de trabalho (computadores ou telefones
celulares) [48]. A unidade de processamento local
é composta por um telefone celular ou PDA
com um cartão compact flash, responsável pela
aquisição, análise e apresentação dos sinais originados do sensores. Este dispositivo também é
responsável por apresentar mensagens de alerta
ao paciente no caso de ocorrência de alguma anormalidade dos sinais vitais. Os dados aquisitados
são enviados pelo PDA ao servidor central através
de comunicação Wi-Fi e redes 3G/GPRS. As
estações de trabalho são usadas pelos profissionais
de saúde para análise detalhadas de condições
anormais dos sinais vitais e consulta de dados [49].
4.5.4 Alarm-Net
AlarmNet [50], [51] é um projeto desenvolvido
pela Universidade da Virgı́nia com o objetivo de
realizar a monitorização contı́nua e em tempo real
de sinais vitais de idosos e demais pessoas que
necessitem de assistência médica. Através de uma
rede de sensores sem fio o sistema pervasivo monitora o comportamento destas pessoas em suas
casas durante seu dia-à-dia, criando um histórico
médico, identificando padrões e alterações nas
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
25
Figura 21. Arquitetura do projeto UbiMon [48].
atividades dos pacientes, as quais possam indicar
problemas de saúde. O sistema é baseado em
sensores de sinais vitais colocados no vestuário
do paciente e também na monitorização de variáveis ambientais para prover a sensibilidade ao
contexto.
Conforme pode ser visto na figura 22, o sistema
é composto pelos seguintes componentes: SeeMote, rede de sensores móveis corporais, AlarmGate, Back-end, interface com os usuários e sensores ambientais [51]. SeeMote são dispositivos
compostos de alto-falantes e displays gráficos coloridos que são usados para apresentar informações gráficas e mensagens de voz aos pacientes, como por exemplo, o horário de tomar um
determinado medicamento. A rede de sensores
móveis colocados no corpo do paciente é responsável pelo monitoramento dos sinais fisiológicos
e localização do paciente. Para coletar os sinais
fisiológicos estão disponı́veis sensores de peso corporal, pressão do sangue, ECG, SpO2 e frequência
cardı́aca. Os sensores de ECG e SpO2 usados
foram desenvolvidos pelo projeto CodeBlue [38]
na Universidade de Harvard [50]. O AlarmGate
é uma plataforma embarcada para gerenciamento
de operações do sistema, execução de aplicações e
gerenciamento de comunicação entre os sensores
sem fio e a rede IP. O sistema Back-end é responsável pelo armazenamento no banco de dados
e análise das informações coletadas pelos sensores,
polı́ticas de privacidade, configurações do sistema
e informações dos operadores. A interface com os
usuários pode ser acessada através de dispositivos
móveis, tais como PDA e computadores, através
das quais os profissionais de saúde e a famı́lia
do paciente podem consultar os dados coletados
pelos sensores. Na figura 22 estão apresentadas
as telas de interface do usuário (à esquerda) e de
administração do sistema (à direita). Os sensores
ambientais são usados para identificação do contexto através no monitoramento de temperatura,
umidade, aceleração, movimento, poeira e luminosidade.
O projeto Satire [52] foi integrado no AlarmNet, sendo usado no monitoramento das atividades diárias do paciente para identificar padrões de
comportamento [50]. O sensoriamento é realizado
através do acelerômetro que faz parte da rede
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
26
Figura 22. Arquitetura do projeto AlarmNet [50].
Figura 23. Telas de interface do usuário e de administração do sistema no projeto AlarmNet [51].
de sensores corporais. O sistema realiza análises
do ritmo circassiano (Circadian Activity Rhythm
- CAR), com o objetivo de aprender o padrão
do ciclo biológico do paciente [50]. Esta análise
é usada para suporte ao gerenciamento de energia baseado em contexto, polı́ticas dinâmicas de
privacidade e associação de dados. Caso alguma
anormalidade for detectada no comportamento
tı́pico do paciente, o sistema emite um alerta para
a verificação se algum problema de saúde está
causando esta irregularidade. O uso pelo paciente
do banheiro por um número de vezes muito maior
que o normal, redução no número de refeições e
alterações na quantidade de horas de sono são
alguns exemplos de detecção de anormalidades
que poderiam ser identificadas pelo sistema.
5 Desafios e requisitos para o desenvolvimento de arquiteturas na UbiHealth
As aplicações que fazem o uso de redes de sensores
sem fio na área de saúde precisam atender a
diversos desafios e requisitos. Conforme os estudos
realizados, a seguir serão apresentados os tópicos
mais relevantes a serem considerados no desenvolvimento de arquiteturas para a medicina ubı́qua.
5.1 Segurança e privacidade
As informações referentes à saúde de um paciente
devem estar disponı́veis somente para os profis-
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
sionais de saúde autorizados, tanto por razões
legais quanto éticas. Devido a isto os dados de
cadastro do paciente e os sinais vitais aquisitados
pela rede de sensores devem ter consistência e
proteções contra adulterações, interceptações e interferências. Portanto a segurança é uma questão
importante a ser considerada no desenvolvimento
de aplicações sem fio para a área médica.
A espionagem dos dados de saúde pode trazer
danos ao paciente de diversas formas, já que um
adversário (tal como por exemplo um inimigo
pessoal, polı́tico rival, treinador de um atleta
competidor, agente de seguros e planos de saúde,
empresário concorrente, etc.) do mesmo poderá
utilizar estas informações de forma ilegal ou para
tirar vantagens [53]. Portanto as informações de
saúde devem ser confidenciais, já que seu acesso
pode causar risco de vida ao paciente ou tornar questões privadas publicamente disponı́veis.
Como exemplificado pela figura 24, no caso de
portar uma doença embaraçosa, caso esta informação se torne pública através de redes sociais,
tais como Facebook ou Twitter, poderia fazer com
que o paciente sentisse vergonha. Alguns tipos de
doenças também podem fazer com que uma pessoa perca seu emprego ou impeça a contratação
de um plano de saúde ou seguro de vida.
De acordo com [54], embora um estudo feito
com um grupo de idosos na Astrália ter revelado que a privacidade das informações de saúde
não tem efeito significativo na aceitação de um
sistema de rede de sensores sem fio, os aspectos
de privacidade devem ser considerados como um
requisito importante no desenvolvimento deste
tipo de aplicações. Este mesmo estudo mostrou
que os idosos possuem uma alta rejeição a sistemas com monitorização por câmaras de video.
Segundo [55] os pacientes devem ter autonomia.
Conforme os pesquisadores do projeto CareNet
[56], as aplicações de saúde devem possuir regras
bem definidas do nı́vel de privacidade dos dados
dos pacientes. Desta forma os pacientes poderiam
decidir quais informações podem ser acessadas e
em qual intervalo de tempo [56], [57]. No projeto
Smart Home Care Network [58] a utilização de
sensores de imagens é proposta para propósitos
de verificação somente em caso de emergências,
implementando desta forma um mecanismo de
privacidade [57].
Os desenvolveres de sistemas para a área da
27
saúde devem se certificar que as aplicações são
resistentes contra ataques a sua segurança. De
modo geral, as questões de segurança mais usadas
na literatura se referem a criptografia de dados
[57]. No entanto, antes de estabelecer a criptografia, as polı́ticas de segurança devem ser abordadas
em primeiro lugar.
A autenticação forte do usuário é um dos
requisitos essenciais para atender aos requisitos
de privacidade e segurança em aplicações para
a saúde. Desta forma os usuários deverão provar
que possuem autorização para acessar as informações fisiológicas e demais dados do paciente [53].
A confirmação da integridade dos dados fisiológicos do paciente é um requisito importante que
deve ser levado em consideração nas aplicações
wireless [53]. Devido à natureza nas transmissões
de dados sem fio é necessário o uso de mecanismos
para a garantia da integridade das informações,
criando formas de identificar alterações nos dados
geradas por pessoas não autorizadas.
Nas aplicações de saúde estão envolvidos com
as informações do paciente diversos tipos de profissionais, tais como médicos, enfermeiros, farmacêuticos, companhias de seguros, funcionários
de laboratórios, assistentes sociais, entre outros.
Portanto é indispensável a criação de regras para
acesso aos dados do paciente pelos usuários do
sistema, restringindo assim o acesso a estas informações através de um mecanismo de controle
[53].
5.2
Confiabilidade
A disponibilidade e confiabilidade dos serviços
e dados de saúde são requisitos que devem ser
atendidos pelas aplicações de saúde, garantindo
que as informações possam ser acessadas pelos
cuidadores sempre que forem necessárias [53]. As
instituições de saúde não irão utilizar dispositivos ou aplicações que poderiam gerar processos
judiciais ou custos em caso de falhas [59].
A confiabilidade envolve as fases de medição,
comunicação e análise dos sinais vitais coletados
do paciente. A medição implica na precisão com
que os dados fisiológicos são aquisitados através
de hardware e software. A comunicação é a etapa
que precisa de mais consideração [60], pois envolve
a garantia e integridade da transferência de dados
entre os nós sensores, unidade de processamento
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
28
Figura 24. Riscos para a privacidade do paciente [53].
local e servidor central. A análise se refere a
eficiência dos algoritmos de análise dos sinais
vitais.
Para se obter confiabilidade na comunicação
dos dados pode-se utilizar um protocolo de retransmissão [60]. Para isto, o nó sensor envia um
dado com pedido de confirmação (ACK - Acknowledgement) ao dispositivo móvel destinatário.
No caso no nó não receber o ACK dentro de
um perı́odo determinado de tempo, o nó deverá
retransmitir os dados novamente por um número
de vezes pré-determinado até receber o ACK. O
tipo mais adequado de infra-estrutura de rede de
comunicação a ser utilizado na aplicação deve ser
avaliado de acordo com a complexidade no estado
de saúde e nı́vel de risco dos pacientes que estão
sendo tratados [61]. Em unidades de tratamento
para tratamento de pacientes em estado grave,
por exemplo, deve-se utilizar serviços com o maior
QoS possı́vel.
obter um registro na ANVISA. Para isto, a ANVISA exige que o fabricante do produto obtenha
um certificado de conformidade técnica emitido
por um organismo acreditado pelo INMETRO.
A certificação irá comprovar, através de diversos
tipos de ensaios em laboratórios credenciados,
que o equipamento ou dispositivo eletromédico
atende a requisitos técnicos normativos de segurança elétrica, operação, documentação, produção
e funcionalidade.
5.4 Sensibilidade ao contexto
Consciência do contexto é definida como fornecer informações relevantes e/ou serviços para o
usuário considerando a tarefa do mesmo [63]. Esta
consciência pode ser obtida pelo processamento e
integração das informações coletadas de sensores
espalhados pelo ambiente [57]. Ainda segundo
[57], é possı́vel melhorar as informações de contexto através de modelos ontológicos. Através da
representação semântica dos dados aquisitados
5.3 Normas e legislações
pela rede de sensores sem fio é possı́vel organizar
Existem diversas exigências regulatórias para uso
as informações para serem interpretadas mais
de equipamentos e aplicações médicas em seres
facilmente.
humanos. Até mesmo os equipamentos protótipos
deverm atender rigorosos requisitos de segurança
para poderem ser testados em pacientes [62]. 5.5 Energia
Devem ser considerados aspectos como ergono- De acordo com [64], o gerenciamento de energia é
mia, segurança, interface que evite erros humanos, um dos pontos mais importantes no projeto de
além de imunidade e baixa emissão de ruı́dos uma infra-estrutura de RSSF, pois a energia é
eletromagnéticos dos circuitos lógicos, circuitos limitada. Ainda segundo o autor, a maior parte
analógicos, alimentação e transferências de dados do consumo de energia é devido a transferência
de dados através da comunicação sem fio.
dos sistemas médicos.
A maioria dos dispositivos que usam rede sem
No Brasil, para comercializar equipamentos e
dispositivos para a área de saúde é obrigatório fio operam alimentados por baterias, portanto
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
um dos principais requisitos para tornar estes
sistemas viáveis é operar com um consumo de
energia muito baixo [61]. Em aplicações crı́ticas é
de essencial importância que o sistema não pare
de operar porque a energia da bateria se esgotou.
Portanto cada nó da rede de sensor sem fio deve
possuir uma fonte de energia própria com alto
grau de eficiência energética, o que permite o funcionamento por toda sua vida útil sem necessitar
de manutenção [33], [62].
Segundo [57], o uso de baterias recarregáveis
pode não ser recomendável para algumas aplicações, tais como em sistemas para uso com idosos.
Depender que o paciente ou cuidador recarregue
as baterias ainda é uma questão importante a ser
resolvida, pois pode haver esquecimento.
Algumas aplicações de RSSF não precisam de
alimentação por baterias [60]. Em RFIDs passivos, por exemplo, a energia é transmitida por
radiofrequência. No entanto este tipo de sistemas
possui uma grande limitação de distância, pois
é necessário que os receptores RFIDs estejam
próximos do transmissor. Outras aplicações usam
células solares, também chamadas de células fotoelétrica e célula fotovoltaicas, para converter a luz
incidente em energia elétrica por meio do efeito
fotovoltaico. Porém, neste último caso, as células
solares possuem grandes dimensões e dependem
da incidência de raios solares, limitando assim sua
aplicação.
5.6 Mobilidade
Segundo [57], o principal objetivo de sistemas
para monitoramento remoto de saúde é permitir
que os pacientes tenham uma vida independente
de serviços de saúde de alta qualidade. As redes de
sensores sem fio estão possibilitando o desenvolvimento de aplicações que permitem e incentivam
a mobilidade dos pacientes e cuidadores, criando
assim sistemas ubı́quos para cuidados da saúde.
A possibilidade de comunicação wireless e as
pequenas dimensões dos nós de uma RSSF permitem maior mobilidade, menores restrições ao
paciente, os quais em conjunto com a computação vestı́vel, é uma forma quase invisı́vel para o
monitoramento de pacientes [65].
5.7 Facilidade de uso
O desenvolvimento de aplicações que impactem
o mı́nimo possı́vel na vida dos pacientes é um
29
grande desafio para os pesquisadores [59]. Para
isto é necessário o desenvolvimento de sistemas
úteis, amigáveis e discretos.
Segundo [57], os diferentes grupos de usuários
(pacientes e profissionais de saúde) devem ter
plena satisfação ao usar o sistema. Para isto,
o desenvolvimento deve levar em consideração o
desenvolvimento de interfaces naturais, considerando as necessidades reais e as limitações de cada
grupo de usuários.
5.8 Projeto de middlewares
Existem diversos padrões de protocolos de comunicação e hardware para interface com os sensores
usados em RSSF na área da saúde. O uso de
middlewares reduz a complexidade e dá suporte
à instalação plug and play destes diferentes tipos
de sensores [57]. O objetivo é desenvolver recursos
de software que possam ser reusados em várias
aplicações, reduzindo assim o esforço de desenvolvimento.
6
Considerações finais
Existe uma grande expectativa no uso futuro da
computação ubı́qua, através de redes de sensores
sem fio, no desenvolvimento de aplicações para
os cuidados da saúde. Através desta tecnologia
será possı́vel o monitoramento de pacientes à
distância, possibilitando que os mesmos recebam
cuidados médicos onde estejam da forma mais
natural possı́vel.
O avanço tecnológico da comunicação móvel,
da computação embarcada e miniaturização dos
dispositivos e sensores eletrônicos estão gerando
significativos progressos ao desenvolvimento de
aplicações na área médica, permitindo a otimização da prestação de serviços aos profissionais de
saúde [1]. O aprimoramento da comunicação sem
fio (wireless) expandiu as possibilidades de monitoramento e controle dos dispositivos eletromédicos de forma remota, ampliando a mobilidade
dos profissionais de saúde. A miniaturização de
dispositivos eletrônicos móveis, a maior eficiência
de baterias e a redução de consumo de energia
dos semicondutores potencializaram o desenvolvimento de inúmeras soluções inovadoras através
da computação ubı́qua.
Os profissionais de saúde que trabalham no
ambiente hospitalar possuem uma rotina onde é
REVISTA LUPS, VOL. 2, NO. 1, MARO 2013
30
essencial a mobilidade. Um importante desafio Referências
na melhoria dos serviços prestados nestes amSilvia Helena de Cassiani, Fernanda Raphael Gimenes,
bientes está na disponibilização das informações [1] and
Aline Aparecida Monzani. O uso da tecnologia para a
geradas pelos equipamentos médicos sem prejuı́zo
segurança do paciente. Revista Eletrônica de Enfermagem,
janeiro 2009.
da mobilidade e sem implicar necessariamente em
[2] Sérgio L. Rodrigues, Renato M. Dilli, Nelsi Warken, Luthiestresse devido ao aumento das fontes de informaano R. Venecian, João L. Lopes, and Iara Augustin. Um
ções. Uma grande melhoria viabilizada pela comframework para o gerenciamento de aplicacoes direcionadas a medicina ubı́qua. janeiro 2011.
putação ubı́qua para os profissionais de saúde é
[3]
Iara Augustin, Adenauer Yamin, and Cláudio F. Geyer.
a possibilidade de lidar com diversas informações
Managing the follow-me semantics to build large-scale
simultaneamente de maneira ”calma”, operando
pervasive applications. janeiro 2005.
na periferia de sua percepção [2]. Os pacientes, [4] Mark Weiser. The computer for the 21st century. Scientific American, janeiro 1991.
por sua vez, podem ser beneficiados com a redu[5] Adenauer Correa Yamin, Iara Augustin, and Giuliano Peção dos erros médicos e melhores resultados no
reira Ferreira. Grade computacional como infra-estrutura
tratamento da saúde.
para a computação pervasiva/ubı́qua. ERAD, janeiro
2008.
A população está envelhecendo e a necessidade
Jennifer Mankoff, Anind Dey, Gary Hsieh, Julie Kientz,
de cuidados à saúde de maneira contı́nua cresce [6] Scott
Lederer, and Morgan Ames. Heuristic evaluation of
a cada dia. Os profissionais de saúde necessitam
ambient displays. janeiro 2002.
de que os avanços tecnológicos os auxiliem no [7] Adenauer Correa Yamin. Arquitetura para um Ambiente
de Grade Computacional direcionado às Aplicações Distriatendimento deste desafio.
buı́das, Móveis e Conscientes do Contexto da Computação
Existem atualmente diversas aplicações baseaPervasiva. PhD thesis, janeiro 2004.
das em redes de sensores sem fio que apresentam [8] Anind K. Dey. Providing architectural support for building context-aware applications. janeiro 2000.
um bom potencial de uso. Muitas das demandas
[9] João Luı́s de Moraes, Wanderley Lopes de Souza, and
na área médica já estão sendo atendidas pelos
Antonio Francisco Do Prado. Ambiente de computação ubı́qua para o cuidado de saúde pervasiva (acucsp).
projetos existentes. Nos últimos anos estão sendo
lbd.dcc.ufmg.br, janeiro 2009.
desenvolvidos sistemas que permitem o monito[10] Luthiano Rodrigues Venecian. Um mecanismo de senramento de sinais vitais de pacientes, trazendo
sibilidade ao contexto com suporte semaÀÜntico para
mais qualidade de vida e melhores resultados
computac Ãßa ÃÉo ub ÃÅf ±qua. janeiro2010.
[11] Regina Borges de Araujo. Computação ubı́qua: princı́pios,
no tratamento de saúde. As inúmeras pesquisas
e desafios. XXI Simpósio Brasileiro de Redes de
dedicadas a este assunto indicam que teremos tecnologias
Computadores, janeiro 2003.
evoluções significativas nesta área nos próximos
[12] António Alberto Da Marques. Dispositivo Electrónico Pessoal
para Aquisição de Dados obtidos por Sensores. PhD thesis,
anos.
Pode-se concluir que o uso de redes de sensores janeiro 2010.
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sem fio na área de saúde é muito promissora. Po- Journal of object-oriented programming, janeiro 1988.
[14] Richard Helm Gamma. Design patterns : Elements of reusable
rém estas aplicações ainda precisam atender a diversos desafios, tais como segurança, privacidade, object-oriented software. janeiro 2003.
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confiabilidade, normas e legislações, sensibilidade McKay, and Kelly C. Pike. To err is human:building a safer
ao contexto, energia, mobilidade e facilidade de health system. janeiro 2009.
[16] Almir Galvão Bitencourt, Nedy Maria Neves, Flávia Branco
uso.
Neves, Israel Soares de Brasil, and Lı́via Siqueira dos Santos.
Neste trabalho foi apresentado uma revisão dos Análise do erro médico em processos ético-profissionais: imfundamentos teóricos da computação ubı́qua e plicações na educação médica. REVISTA BRASILEIRA DE
suas aplicações na medicina. Também foram iden- EDUCAÇÃO MÉDICA, janeiro 2007.
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tificadas as pesquisas que estão sendo feitas sobre
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de execução em computação ubı́qua na área da
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saúde. Posteriormente foram apresentadas as tec- mobility
and Ubiquitous Computing, janeiro 2005.
nologias relacionadas à aquisição de sinais vitais
[19] Jakob E Bardram, Henrik Bærba Christensen, and Anders K.
e os principais projetos de pesquisas referentes a Olsen. Activity-driven computing infrastructure–pervasive
este tema. Para finalizar foram identificados os computing in healthcare. Submitted to “Pervasive, janeiro 2002.
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Alexandre Renato Rodrigues de Souza Especista em Gerenciamento de Projetos pela
Fundação Getúlio Vargas. Possui graduação
em Engenharia Eletrônica pela Universidade
Católica de Pelotas - UCPel (2005). Mestrando em Ciência da Computação na Universidade Federal de Pelotas - UFPel. Atualmente é professor do curso de Engenharia
Elétrica/Eletrônica e pesquisador do Laboratório de Engenharia Biomédica na UCPel. Professor em cursos
de pós-graduação de Gerenciamento de Projetos. Atua como
engenheiro de produtos na Lifemed Industrial de Equipamentos e
Artigos Médicos Hospitalares S.A. Certificado como Project Management Professional (PMP) pelo Project Management Institute
(PMI - USA), que atualmente é a maior entidade mundial voltada
ao gerenciamento de projetos. Ministrante de treinamentos sobre
os conceitos, técnicas, ferramentas e melhores práticas de Gestão
de Projetos para profissionais em engenharia de desenvolvimento
de produtos. Ministrante de treinamentos sobre gerenciamento
de escopo e tempo em projetos, mapas mentais e ferramentas
de software (Microsoft Project, Mindomo, Freemind, WBS Chart
PRO, Pert Chart Expert e Open Workbench) para Gerenciamento
de Projetos. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com
ênfase em Engenharia Eletrônica.
Francisco Cesar Campbell Mesquitta Possui formação técnica em Eletrônica pela
ETFPel (Escola Técnica Federal de Pelotas)
(1993), graduação em Engenharia Elétrica
Hab. Eletrônica pela Universidade Católica
de Pelotas (2005). Cursa Gestão Empresarial
na Fundação Getulio Vargas. Mestrando em
Ciência da Computação na Universidade Federal de Pelotas - UFPel. Atualmente exerce
a função de engenheiro de novos produtos na empresa Lifemed
Industrial de Equipamentos e Artigos Médicos e Hospitalares,
desenvolvendo Software e Hardware para equipamentos eletromédicos.
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