PROJETO MARITACA: CRIE SUA APLICAÇÃO MÓVEL PARA COLETA DE DADOS EM SAÚDE NA NUVEM

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1 PROJETO MARITACA: CRIE SUA APLICAÇÃO MÓVEL PARA COLETA DE DADOS EM SAÚDE NA NUVEM MARITACA PROJECT: MAKE YOURSELF MOBILE APPLICATIONS TO HEALTH DATA GATHERING IN THE CLOUD Arlindo F. da Conceição 1, Tiago Barabasz, Alvaro H. M. Aliaga, Jimmy K. M. V. Sánchez 1 Instituto de Ciência e Tecnologia Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) São José dos Campos-SP, Brasil Resumo: O projeto Maritaca visa prover infraestrutura para Coleta Móvel de Dados (CMD). A arquitetura inclui componentes servidoras e móveis que permitem a realização de CMD mesmo por usuários com poucos conhecimentos de informática. O usuário precisa apenas acessar o portal do projeto, configurar os instrumentos de coleta e fazer o download da aplicação móvel, que é gerada automaticamente para a plataforma Android. Este trabalho apresenta ainda considerações sobre a utilização de aplicações móveis para coleta de dados no contexto da Estratégia de Saúde da Família. O sistema, em versão beta, está disponível em Palavras-chave: aplicações móveis, Android, atenção domiciliar, PSF. Abstract: The Maritaca Project provides infrastructure for Mobile Data Gathering (MDG). The architecture includes mobile and server components, allowing initial users to create mobile applications. No advanced technology skill is needed. The user has to access the project site, configure the forms, and download the mobile application, that is automatically created for Android devices. This paper also discusses the usage of the system in home care programs, such brazilian Family Health Care Program. A beta version of the Maritaca project is available in Keywords: mobile application, Android, home care, PSF. Introdução O mercado de comunicação pessoal móvel evoluiu rapidamente nos últimos anos. Essa evolução foi marcada pelo lançamento de dispositivos móveis com alta capacidade de processamento e pelo surgimento de novas tecnologias para o desenvolvimento de software. Pode-se citar, por exemplo, o lançamento de processadores multicore para dispositivos móveis e telefones celulares e o lançamento de novas plataformas e interfaces de programação para sistemas móveis, tais como Android 1 e LWUIT 2. Além disso, o custo de smartphones vem se tornando cada vez mais acessível. Estes fatores criaram condições propícias para o surgimento de uma nova categoria de aplicações: a Coleta Móvel de Dados (CMD). As aplicações desta categoria são executadas a partir de telefones celulares e smartphones. Possuem como principal característica o formato de questionário, contendo um número pré-determinado de perguntas objetivas 3. No entanto, apesar da evolução das tecnologias de hardware e software, a confecção de formulários para coleta móvel de dados normalmente exige o envolvimento de programadores e profissionais de Tecnologia da Informação. Em outras palavras, ainda é preciso programar os questionários eletrônicos. Essa é uma limitação para a ampla utilização de CMDs, pois nem toda empresa ou instituição possui recursos, sejam humanos, sejam financeiros, para elaborar aplicações móveis. Este é o caso, por exemplo, da maioria dos estabelecimentos de saúde no país. 1

2 Cabe destacar as vantagens que o uso de aplicações para CMD agregam ao dia a dia de profissionais de saúde. Pode-se citar, por exemplo: redução ou até mesmo a eliminação do uso de papel, confiabilidade dos dados por meio da validação das entradas e não necessidade de redigitação se os dados coletados precisarem ser inseridos em sistemas de informação gerenciais. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi facilitar a ampla adoção de soluções para Coleta Móvel de Dados (CMD) por meio do projeto MARITACA a (MARitaca Is a Tool to create Cellular phone Applications). A característica mais marcante do projeto Maritaca é a não necessidade de intervenção de profissionais de TI para a criação e alteração das aplicações móveis. Além disso, o projeto foi desenhado com o objetivo de atingir alta escalabilidade, permitindo, assim, que seja utilizado por um grande número de usuários. Totalmente baseado na filosofia de Software Livre, a versão beta do sistema está disponível para usos sem fins lucrativos em Cenário de utilização do Maritaca Atualmente, a maioria dos programas de atenção domiciliar funcionam da seguinte maneira: o profissional de saúde, munido de papel e lápis, vai ao encontro dos pacientes. No local da visita, preenche o formulário de papel contendo uma lista de perguntas chave para o registro da visita. De volta ao centro de saúde, esses dados podem ser analisados, transcritos em sistemas de informação e armazenados. Com o uso do Maritaca, o seguinte cenário passa a vigorar: o profissional de saúde acessa o sistema e configura o seu instrumento de coleta utilizando uma interface amigável, baseada em componentes arrastáveis (vide Figura 1). O questionário eletrônico pode conter validações dos valores coletados (por exemplo, idade < 100 anos) e desvios condicionais em função das respostas (por exemplo, se o número de nascidos vivos no mês for igual a zero, não se perguntará o peso registrado ao nascer). Uma vez configurado o formulário, com dois cliques realiza-se o download da aplicação móvel, que pode ser instalada facilmente em qualquer telefone celular Android. Ao abrir a aplicação móvel, é feito um login (vide Figura 2.a), onde se verifica se o usuário foi autorizado a coletar dados para aquele formulário. Deste ponto em diante (vide Figura 2.b), a coleta pode ser realizada (vide Figura 2.c), observe que cada pergunta é mostrada em uma tela. Não é necessário estar conectado à internet para coletar os dados; a aplicação móvel funciona em modo desconectado. A conexão à internet se faz necessária apenas em três momentos: i) para instalação da aplicação, ii) no primeiro uso da aplicação (login) e iii) para o upload dos dados coletados. Após o envio dos dados para o servidor, estes ficam disponíveis para usuário, protegidos por mecanismos de autorização. Não há necessidade de redigitação, além disso, devido as validações, os dados tendem a ser mais confiáveis. Arquitetura de integração da solução A arquitetura de integração entre componentes utiliza-se de mensagens XML em todos os níveis de comunicação. O formato detalhado das mensagens pode ser encontrado em Tipos de dados coletáveis, para além da coleta tradicional Além dos tipos usuais de dados, tais como textos e números, a plataforma permite registrar áudio, imagens, vídeos e localização, desde que, é claro, o dispositivo Android permita este tipo de coleta. a Maritaca é o nome popular utilizado para designar diversas espécies de aves psitaciformes, da família dos psitacídeos, gênero pionus. Esta ave foi escolhida como símbolo do projeto por sua capacidade de adaptação a diversos biomas, podendo ser encontrada em todo o território nacional. 2

3 Figura 1: Interface para criação de questionários. a. Login b. Tela inicial c. Tela de coleta Figura 2: Interface da aplicação móvel. 3

4 Políticas de visibilidade de dados (público, privado e compartilhamento social ou hierárquico) Após criar um formulário, o usuário pode optar por quatro diferentes políticas de compartilhamento de dados. Privado: apenas ele mesmo pode coletar dados. Público: qualquer usuário do sistema pode coletar dados usando aquela aplicação e todos veem os dados coletados. Entre esses dois extremos, existem os modelos compartilhados, onde uma lista definida de usuários pode usar a aplicação. Os formulários compartilhados se dividem em dois: hierárquico e social, que se diferenciam em relação a visibilidade dos dados. No formulário hierárquico, o criador do formulário pode ver todos os dados coletados, mas o colaborador A, não vê os dados coletados por um colaborador B. Por sua vez, o formulário social implementa a semântica de redes sociais, onde todos que pertencem a um grupo podem ver os dados coletados; nesse caso, o colaborador A vê os dados coletados por B e vice-versa. Outra diferença importante entre os formulários hierárquicos e sociais é que neste último, qualquer membro do grupo pode convidar novos usuários, enquanto no primeiro apenas o criador do formulário (owner) pode adicionar e excluir usuários. No melhor do nosso entendimento, estas quatro políticas atendem a ampla maioria das demandas por aplicações para coleta móvel de dados. Arquitetura da componente móvel A componente móvel é escrita em Android e baseiase no padrão arquitetural Model-View-Controller (MVC 4 ). Há basicamente dois processos complexos, a interpretação do formato do questionário (parsing) e a criação automática de interfaces (rendering). Estas duas atividades utilizam-se do padrão de projeto Interpreter 5,6 como mecanismo interno de funcionamento. A adequação do padrão Interpreter às técnicas de renderização de interfaces 7,8,9, que vem sendo realizado nos últimos 5 anos, foi o avanço tecnológico fundamental que viabilizou a construção do Maritaca. Métodos Esta seção trata da metodologia de desenvolvimento de sistemas utilizada. Como mencionado anteriormente, o trabalho de desenvolvimento observou os princípios de Software Livre 10. O projeto está hospedado no repositório https://sourceforge.net/projects/maritaca, a partir de onde colaboram os desenvolvedores de software. Basicamente, utiliza-se Git como ferramenta para controle de versões de software. A equipe de desenvolvimento coordena-se a partir da metodologia ágil SCRUM e utiliza intensamente o ambiente de comunicação entre desenvolvedores disponibilizado pelo ambiente Sourceforge. As tecnologias utilizadas podem ser divididas entre móvel e servidora. A componente móvel utiliza apenas Android. Na componente servidora somam-se frontend, backend e base de dados. O frontend está escrito em JSF, onde destaca-se o uso da tecnologia HTML5. O backend utiliza Java Beans sobre o servidor de aplicações JBoss. Na base de dados optou-se pelo uso de tecnologias não-sql, agregando, assim, alta escalabilidade à solução; a ferramenta utilizada foi a base de dados Cassandra. Desse modo, todo o sistema está escrito em linguagem Java. Os desenvolvedores utilizam o ambiente Eclipse como ambiente integrado de desenvolvimento. Outras ferramentas utilizadas foram: Jenkins, para implantação nos servidores de teste e produção; JUnit, para execução de testes unitários; Android Development Kit, para desenvolvimento Android, e Maven, para controle de dependência entre pacotes. 4

5 Resultados A avaliação do sistema, aplicada no contexto de Atenção Básica Domiciliar, está sendo realizada com o apoio de profissionais de saúde da Universidade de São Paulo, no CSEB- USP. O Maritaca foi utilizado para criar aplicações móveis que substituíssem formulários de papel em programa de atenção básica domiciliar. Implementamos dois exemplos. Primeiro, criamos uma versão eletrônica da ficha diária do Agente Comunitário de Saúde (ACS), para isso utilizamos o formato de ficha utilizado pelos PABSF-UNIFESP. O segundo exemplo de aplicação em saúde foi realizado com o CSEB-USP. Foram criadas aplicações Android que substituíssem as fichas utilizadas no Programa de Atenção Domiciliar conduzido por aquela instituição. Esse programa, grosso modo, atende pacientes com restrições de mobilidade. Nos dois exemplos aprendemos que, durante o mapeamento de uma ficha de papel em formulários eletrônicos, enxerga-se novas possibilidades para: aplicar validações nos campos numéricos, substituir campos antes de resposta em aberto por perguntas de múltipla escolha e, ao final do formulário, acrescentar campos para o registro de condições excepcionais ou imprevistas. Desse modo, o uso de formulários eletrônicos tende a tornar a coleta de dados mais estruturada, sem perder, entretanto, a flexibilidade para registro livre de informações. Discussão A plataforma Maritaca possui altíssimo valor agregado. Do login à visualização de dados, passando pela coleta, o uso da plataforma permitiu que aplicações móveis em saúde fossem criadas na ordem de minutos. Por exemplo, foram necessários 20 minutos para construir uma aplicação móvel simples, utilizada para o acompanhamento por nutricionistas do recordatório alimentar de pacientes. Conclusão Este artigo apresentou o Projeto Maritaca e o seu uso experimental na construção de aplicações móveis para coleta de dados em programas de atenção básica domiciliar. Os usos em saúde, entretanto, não se restringem a estes programas. O sistema pode ser utilizado por quaisquer profissionais ou equipes que precisem do registro de dados, coletados em condições de mobilidade. Acreditamos que o objetivo fundamental a facilitação do uso de tecnologias móveis por profissionais de saúde foi plenamente cumprido. Esperamos que o trabalho contribua para a modernização de processos de atendimento e de registro de informações de saúde. No futuro, será explorada a capacidade de construção ou de extração de inteligência coletiva a partir de aplicações compartilhadas sociais. Além disso, o projeto continuará passando por melhorias, tanto em termos de expansão das funcionalidades, quanto melhorias de usabilidade. O sistema encontra-se disponível para uso sem fins lucrativos em Contribuições ao código podem ser realizadas a partir do repositório do projeto em 5

6 Agradecimentos O projeto Maritaca recebeu apoio financeiro da FINEP, concedido no contexto das ações de Telessaúde e Telemedicina. Colaboraram com o projeto: a empresa Infomobile, o Centro de Saúde Escola do Butantã (CSEB), vinculado à Universidade de São Paulo (USP), e o Serviço de Atenção Básica e Saúde da Família (SABSF), mantido pela Associação Paulista para o Desenvolvimento da Medicina (SPDM). Cabe agradecer aos alunos da disciplina de Sistemas Distribuídos, do curso de Ciência da Computação da UNIFESP. Desde 2008, o sistema vem sendo aprimorado como uma atividade da disciplina; muitas das contribuições realizadas pelos alunos foram incorporadas ao código atual. Referências [1] Pereira, L., da Silva, M. Android para desenvolvedores. Brasport, [2] Sarkar, B. LWUIT 1.1 for Java ME Developers. Packt Publishing, [3] Ghiglione, R., Matalon, B., Pires, C., de Saint-Maurice, A. O inquérito: teoria e prática. Editora Celta, Lisboa, [4] Fowler, M. Refactoring. Improving the Design of Existing Code. Addison-Wesley, [5] Gamma, E., Helm, R., Johnson, R., Vlissides, J. Design Patterns. Addison-Wesley Professional, [6] Durham, A., Sussumu, E., da Conceição, A. (2003). A framework for building language interpreters. In Companion of the 18th annual ACM SIGPLAN conference on Objectoriented programming, systems, languages, and applications (OOPSLA). Educators Symposium, page 196, [7] da Conceicão, A., Pereira, R., Rezende, J., Silva, B., Correia, R., Domingues, H., Kon, R., Kon, F. Projeto Borboleta: Ferramentas Móveis e Multimídia para Atenção Básica Domiciliar. In Congresso Brasileiro de Informática em Saúde (CBIS). Artigo curto, [8] Rezende, J., Silva, B., da Conceicão, A. Plataforma para Desenvolvimento Simples e Flexível de Questionários para Coleta Móvel de Dados (CMD). I Workshop de Pesquisa e Desenvolvimento em Software Livre (WPeDSL), realizado em conjunto com o IV Encontro Nordestino de Software Livre (ENSL), Natal-RN, [9] Silva, B., Rezende, J., da Conceicão, A. Uso de Smartphones em mhealth: possibilidades e limitações. In Congresso Brasileiro de Informática em Saúde, [10] Free Software Foundation. GPL v3. Disponível em Contato Arlindo Flavio da Conceição Telefone: , Sala 226 Projeto disponível em: Departamento de Ciência e Tecnologia Instituto de Ciência e Tecnologia Universidade Federal de São Paulo Rua Talim, 330. Bairro Vila Nair São José dos Campos-SP, Brazil CEP:

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