Serviços de redes sociais para disseminação de informações de saúde em sistemas de monitoramento remoto de pacientes

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS INSTITUTO DE INFORMÁTICA HUGO DE ALMEIDA RIBEIRO Serviços de redes sociais para disseminação de informações de saúde em sistemas de monitoramento remoto de pacientes Goiânia 2018

2

3 HUGO DE ALMEIDA RIBEIRO Serviços de redes sociais para disseminação de informações de saúde em sistemas de monitoramento remoto de pacientes Dissertação apresentada ao Programa de Pós Graduação do Instituto de Informática da Universidade Federal de Goiás, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Ciência da Computação. Área de concentração: Ciência da Computação. Orientador: Prof. Dr. Sérgio Teixeira de Carvalho Goiânia 2018

4 Ficha de identificação da obra elaborada pelo autor, através do Programa de Geração Automática do Sistema de Bibliotecas da UFG. de Almeida Ribeiro, Hugo Serviços de redes sociais para disseminação de informações de saúde em sistemas de monitoramento remoto de pacientes [manuscrito] / Hugo de Almeida Ribeiro f. Orientador: Prof. Dr. Sérgio Teixeira de Carvalho. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Goiás, Instituto de Informática (INF), Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Goiânia, Inclui tabelas, lista de figuras, lista de tabelas. 1. serviços de redes sociais. 2. informática em saúde. 3. monitoramento remoto de pacientes. I. Teixeira de Carvalho, Sérgio, orient. II. Título. CDU 004

5

6 Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução total ou parcial do trabalho sem autorização da universidade, do autor e do orientador(a). Hugo de Almeida Ribeiro Aluno do programa de mestrado em Ciência da Computação do INF/UFG. Possui graduação em Ciências da Computação pela UFG, com período sanduíche em Aalesund University College. Realizou atividades de estágio, relacionado ao desenvolvimento de sistemas, de monitoria, auxiliando no ensino dos cursos de Introdução à Computação e Sistemas Distribuídos, além de prestar assistência ao grupo de trabalho do projeto FIBRE, financiado pela RNP. Atualmente participa de um projeto focado no uso de computação ubíqua aplicada à saúde, além de atuar no desenvolvimento de software jurídico.

7 Dedico este trabalho aos meus amigos e familiares.

8 Agradecimentos deste trabalho. Agradeço a todos que de alguma forma contribuíram para o desenvolvimento

9 The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are undistiguinshable from it. Mark Weiser, The Computer for the 21st Century.

10 Resumo Ribeiro, Hugo de Almeida. Serviços de redes sociais para disseminação de informações de saúde em sistemas de monitoramento remoto de pacientes. Goiânia, p. Dissertação de Mestrado. Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás. Espera-se que nos próximos anos a demanda por cuidados de saúde supere a oferta, debilitando o sistema de saúde. Os aumentos da expectativa de vida e da ocorrência de doenças crônicas vão de encontro a falta de profissionais de saúde. Sistemas de monitoramento remoto de pacientes podem ser usados para acompanhar continuamente o estado de saúde de uma pessoa. Quando integrados a serviços de redes sociais, uma rede de cuidadores pode ser formada ao redor do paciente. Esta rede é composta por cuidadores formais (profissionais de saúde) e informais (familiares e amigos). Informação a respeito do estado de saúde do paciente pode ser disseminada na rede de cuidadores. Dessa forma, o sistema de monitoramento remoto pode instruir cuidadores informais a auxiliar o paciente antes de recomendar cuidado profissional, reduzindo, portanto, as demandas sobre o sistema de saúde. Existem esforços de pesquisa de soluções que permitam a disseminação de informação de saúde usando abordagem de redes sociais. No entanto, essas pesquisas encontram-se isoladas. Este trabalho tem como objetivo propor um modelo de domínio e um modelo arquitetural que integrem serviços de rede social para disseminar informação de um paciente para sua rede de cuidadores, unificando os conceitos presentes na literatura. A solução apresentada baseia-se em três subdomínios: sistemas de monitoramento remoto de pacientes, os quais permitem o acompanhamento contínuo do estado de saúde dos pacientes; serviços de redes sociais, que possibilitam que os atores do sistema informem ter interesse em acompanhar o estado de saúde de outros atores; e sistemas de notificação de eventos, que distribuem as informações de saúde entre os atores. A validação foi realizada por meio de esqueleto de sistema, consistindo na modificação de um sistema existente, satisfazendo às restrições dos modelos propostos e atendendo a um cenário de uso. Palavras chave pacientes serviços de redes sociais, informática em saúde, monitoramento remoto de

11 Abstract Ribeiro, Hugo de Almeida. Social networking services to disseminate health information in remote patient monitoring systems. Goiânia, p. MSc. Dissertation. Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás. Healthcare demand is expected to surpass healthcare offer in the next years, encumbering the healthcare system. In one side we have an increase in life expectancy, and therefore the occurrence of chronic diseases, while on the other side we have a shortage of healthcare professionals. Remote patient monitoring systems can be used to continuously keep track of a person health status. When integrated to social networking services, we can build a carer network around the patient. This network is composed of formal (healthcare professionals) and informal carers (family and friends). Information regarding the patient health status can be disseminated within the carer network. Then the remote patient monitoring system may instruct informal carers to assist the patient before recommending formal care. Thus reducing the demands over the healthcare system. There are research initiatives on health information dissemination using social networking. But these initiatives are isolated. This dissertation aims to propose a domain model and an architectural model for remote patient monitoring systems that integrate social networking services unifying concepts found in state-of-the-art literature. The proposed solution is based on three subdomains: remote patient monitoring systems, enable continuous health status monitoring; social networking services, allow actors to show interest in monitoring other actors health status; and event notification systems, distribute health information among actors. An skeletal system was built to validate the proposal. This skeletal systems consists on modifying an existing system to satisfy restrictions imposed by the proposed models and an usage scenario. Keywords social networking services, health informatics, remote patient monitoring

12 Sumário Lista de Figuras 13 Lista de Tabelas 14 1 Introdução Motivação Objetivo Método de pesquisa Contribuições Organização 18 2 Revisão sistemática Questões de pesquisa String de busca Bases de busca Critérios de inclusão e exclusão Execução da revisão sistemática Condições de saúde assistidas Serviços de rede social Decisões de projeto 24 3 Fundamentação teórica Sistemas de monitoramento remoto de pacientes UbiCare Serviços de rede social Sistemas de notificação de eventos Considerações finais 32 4 Resultados Modelos de domínio Modelo de domínio para serviços de monitoramento remoto de pacientes Modelo de domínio para serviços de redes sociais Modelo de domínio para serviços de notificação de eventos Modelo de domínio para sistemas de monitoramento remoto de pacientes auxiliado por serviços de redes sociais Modelo arquitetural Prova de conceito 39 5 Conclusão 45

13 Referências Bibliográficas 47

14 Lista de Figuras 1.1 Método de pesquisa seguido neste trabalho String de busca Etapas da revisão sistemática Arquitetura de sistemas sensíveis ao contexto Diagrama de pacotes representando a arquitetura da plataforma UbiCare Tipos de díades 29 (a) Mútua 29 (b) Assimétrica 29 (c) Nula Visão dos serviços de redes sociais Modelo publish/subscribe Modelo de domínio para monitoramento remoto de pacientes Modelo de domínio para serviço de rede social Modelo de domínio para serviço de notificação de eventos Modelo de domínio proposto Arquitetura de sistema de monitoramento remoto de paciente com serviço de rede social Arquitetura da plataforma UbiCare incluindo as modificações propostas Diagrama de componentes do modelo arquitetural Fluxo de disseminação de notificações usando abordagem de serviço de redes sociais na plataforma UbiCare Exemplo de configuração de relacionamento entre cinco entidades do sistema Fluxograma para notificações de monitoramento remoto de pacientes na plataforma UbiCare Comportamento do aplicativo para o cenário proposto 43 (a) Tela de login 43 (b) Usuários de interesse do usuário logado 43 (c) Usuários interessados no usuário logado 43 (d) Demais usuários presentes no sistema Exemplo de notificação enviada pelo emissor de notificações 44

15 Lista de Tabelas 2.1 Palavras-chaves e sinônimos Critérios de inclusão e exclusão para a primeira etapa Distribuição de trabalhos entre as bases de busca Comparação entre trabalhos Mapeamento entre serviços de rede social e de notificação de eventos 32

16 Introdução CAPÍTULO 1 Neste capítulo são apresentados a motivação assim como os objetivos. Uma organização do texto, com uma breve descrição dos capítulos, também é apresentada. 1.1 Motivação O sistema de saúde pode não acomodar todos os pacientes em um futuro próximo. O contingente de profissionais de saúde tem um déficit de mais de 7,2 milhões de pessoas e terá uma carência de 12,9 milhões até o ano de 2035 [World Health Organization 2013]. Essa tendência vai ao encontro do aumento de expectativa de vida humana, especialmente quando considerada a relação entre idade avançada e a ocorrência de doenças crônicas [World Health Organization 2015]. As tecnologias da informação e comunicação entram como ferramentas importantes para amenizar essa falta de profissionais de saúde. Elas permitem a comunicação entre pacientes e profissionais de saúde a qualquer instante, além da redução de custos de entrega de tratamentos personalizados, caso o paciente necessite de constantes visitas aos médicos e de cuidadores presentes em todos os momentos. Além disso, o acompanhamento remoto contínuo de pacientes, por meio de sensores vestíveis associados a modelos preditivos, pode fornecer um alívio aos sistemas de atendimento médico atualmente existentes [Morrissey 2014], otimizando custos de cuidado e possibilitando cuidado personalizado [Zanella, Hallam e Talebi 2016]. Segundo Morrissey [Morrissey 2014], 33% dos pacientes esperam que seus médicos tenham acesso a tecnologias de monitoramento remoto, sendo que quanto mais idoso é o paciente, maior é a aceitação dessas tecnologias. Além disso, 40% destes pacientes idosos querem acesso a tecnologias que notifiquem seus cuidadores sobre emergências médicas. Um modo de aperfeiçoar os sistemas de monitoramento remoto de pacientes é o envolvimento das pessoas em torno do indivíduo que necessita de cuidados. Essas pessoas, sejam elas cuidadores formais (profissionais de saúde) ou cuidadores informais (familiares e amigos), formariam uma rede de cuidadores [Khorakhun e Bhatti 2015]

17 1.2 Objetivo 16 ou comunidade de interesse [Ayubi e Parmanto 2012]. Espera-se que essa comunidade auxilie o paciente no que diz respeito ao seu tratamento. Além disso, estas comunidades possuem o potencial de conscientizar sobre condições de saúde enquanto aprimora o serviço provido por centros de saúde. Este potencial aprimoramento dos centros de saúde se deve ao fato de que menos pessoas precisariam recorrer a tais centros, pois algumas condições poderiam ser auxiliadas diretamente pela rede de cuidadores [Ayubi e Parmanto 2012, Bhowmik et al. 2015, Khorakhun e Bhatti 2015, Ribeiro et al. 2016, Ribeiro et al. 2017]. Uma forma de permitir a manutenção dessa rede de cuidadores é a integração de serviços de redes sociais a sistemas de monitoramento remoto de pacientes [Bhowmik et al. 2015, Triantafyllidis et al. 2013, Khorakhun e Bhatti 2013, Khorakhun e Bhatti 2013, Khorakhun e Bhatti 2014, Khorakhun e Bhatti 2014, Norval et al. 2011, Domingo 2011, Trinugroho, Reichert e Fensli 2012]. Os relacionamentos definidos no serviço de rede social podem ser usados para direcionar à rede de cuidadores, notificações referentes ao estado de saúde de um paciente. Em situações de emergência, estas notificações podem ocasionar em intervenções rápidas e na redução da taxa de admissão hospitalar. 1.2 Objetivo Esta dissertação tem como objetivo geral: Investigar a disseminação de informações de saúde em sistemas de monitoramento remoto de pacientes usando uma abordagem de serviços de redes sociais. O objetivo geral pode ser subdivido nos seguintes objetivos específicos: Propor um modelo de domínio que capture os conceitos da disseminação de informação de monitoramento remoto de pacientes usando abordagem de redes sociais. Propor um modelo arquitetural que represente a organização de sistemas que permitam a disseminação de informação de monitoramento remoto de pacientes usando abordagem de redes sociais. Validar a proposta. 1.3 Método de pesquisa O método de pesquisa seguido neste trabalho consistiu de quatro etapas, como apresentado na Figura 1.1: 1. Revisão bibliográfica: Foi realizada uma busca não exaustiva com o intuito de identificar trabalhos relacionados. As seguintes bases foram consideradas: ACM

18 1.4 Contribuições 17 Revisão bibliográfica Definição dos modelos Validação Conclusões Figura 1.1: Método de pesquisa seguido neste trabalho Digital Library 1, Engineering Village 2, IEEE Xplore Digital Library 3, PubMed 4, ScienceDirect Definição dos modelos: Modelo de domínio: As entidades do domínio foram extraídas a partir de análise dos estudos obtidos na etapa de revisão. Essa análise permitiu identificar os atores relevantes desse tipo de sistema. Algumas das entidades identificadas foram selecionadas para compor o modelo de domínio proposto. O modelo de domínio obtido foi representado usando UML. Modelo arquitetural: O modelo arquitetural de sistemas de monitoramento remoto de pacientes foi modificado de modo a comportar componentes de serviços de redes sociais. O modelo arquitetural obtido foi representado usando UML. 3. Validação: Realizada por meio de esqueleto de sistema; uma primeira versão do sistema que implementa sua estrutura mas contém um conjunto reduzido das funcionalidades do sistema [Rozanski e Woods 2011]. Este esqueleto de sistema será realizado no contexto da plataforma UbiCare. Esta plataforma encontra-se em desenvolvimento no Laboratório de Informática em Saúde (LabIS) do Instituto de Informática (INF) da Universidade Federal de Goiás (UFG). 4. Conclusões: Diz respeito à análise dos resultados obtidos no trabalho, incluindo a identificação das suas limitações e a definição de trabalhos futuros. 1.4 Contribuições As principais contribuições do presente trabalho são:

19 1.5 Organização 18 O modelo de domínio para sistemas de monitoramento remoto que permite disseminação de informações usando abordagem de serviços redes sociais. O modelo arquitetural representando a integração de serviços de redes sociais a sistemas de monitoramento remoto de pacientes. Um sistema que integre funcionalidades de serviços de redes sociais à plataforma UbiCare permitindo a disseminação de informação de saúde. Outras contribuições deste trabalho incluem dois artigos completos publicados nos Anais do VX Congresso Brasileiro de Informática em Saúde [Ribeiro et al. 2016] e nos Anais do 16th World Congress on Medical and Health Informatics [Ribeiro et al. 2017]. Ambos os artigos tratam da integração de serviços de redes sociais a sistemas de monitoramento remoto de paciente para a disseminação de informação de saúde. 1.5 Organização Esta dissertação está organizada como segue: O Capítulo 2 apresenta a revisão bibliográfica realizada para compreender o uso conjunto de serviços de redes sociais e monitoramento remoto de pacientes. Esta investigação propõe esclarecer a condição de saúde assistida pelos diferentes sistemas de monitoramento remoto de pacientes que utilizam abordagem de redes sociais, bem como o tipo de serviço de rede social empregado. Outros pontos abordados são segurança, privacidade, usabilidade e aderência a padrões de informática em saúde. O Capítulo 3 apresenta conceitos de sistemas de monitoramento remoto de pacientes, serviços de redes sociais e sistemas de notificação de eventos e como possibilitam a disseminação de informação de saúde em sistemas de monitoramento remoto de pacientes usando abordagem de serviços de redes sociais. O Capítulo 4 apresenta os resultados obtidos, incluindo portanto modelos de domínio para serviços de monitoramento remoto de pacientes, serviços de redes sociais e serviços notificação de eventos, além de um modelo de domínio que integre características destes três domínios. No mais são apresentados uma arquitetura para sistemas de monitoramento remoto de pacientes auxiliada por serviços de rede social e o protótipo desenvolvido para a validação da proposta. O Capítulo 5 apresenta as considerações finais acerca da presente dissertação, além de discutir possíveis trabalhos futuros.

20 Revisão sistemática CAPÍTULO 2 Este capítulo apresenta os resultados da revisão sistemática executada para compreender o estado da arte no que diz respeito a sistemas de monitoramento remoto de pacientes que utilizam serviços de redes sociais. 2.1 Questões de pesquisa A revisão executada teve como propósito responder às seguintes perguntas: 1. Qual o tipo condição de saúde auxiliada? 2. Qual a rede social empregada? 3. Há uso de padrões de informática em saúde? 4. Há preocupação com segurança? 5. Há preocupação com privacidade? 2.2 String de busca Para a execução da busca é necessário especificar os termos que permitam identificar artigos de interesse. Para a composição da string de busca foram usadas as palavras-chaves e sinônimos apresentados na Tabela 2.1. Tabela 2.1: Palavras-chaves e sinônimos Palavra-chave Sinônimo(s) ehealth e-health, electronic health monitoring social networking service sns, social media, social networking site na Figura 2.1. Estes termos foram combinados de modo a formar a string de busca apresentada

21 2.3 Bases de busca Bases de busca ( "social networking service" OR "social networking site" OR "SNS" OR "social media" ) AND ( "ehealth" OR "e-healt" OR "electronic health" ) AND ( "monitoring" ) Figura 2.1: String de busca A string de busca então foi utilizada para identificar trabalhos relevantes em diferentes bases científicas. As bases consideradas foram: ACM Digital Library ( EI Compendex ( IEEE Digital Library ( PubMed ( ScienceDirect ( Consideramos essa seleção suficiente pois as bases indicadas indexam artigos completos e cobrem diferentes áreas de conhecimento relacionadas ao trabalho sendo desenvolvido, tais quais, computação (ACM Digital Library, IEEE Digital, EI Compendex, ScienceDirect), engenharia (IEEE Digital, EI Compendex, ScienceDirect) e saúde (Pub- Med). 2.4 Critérios de inclusão e exclusão A busca utilizando a string definida nas bases escolhidas não garante que todos trabalhos recuperados sejam relevantes para a pesquisa sendo desenvolvida. Portanto, fazse necessária a exclusão dos trabalhos que não estejam relacionados diretamente ao tópico de interesse. A avaliação dos trabalhos para determinar se deveriam ou não ser excluídos foi realizada duas etapas. Na primeira etapa foram analisados apenas os títulos e resumos dos trabalhos enquanto na segunda etapa foram avaliados os textos completos. Apenas os

22 2.5 Execução da revisão sistemática 21 trabalhos aprovados em ambas as etapas foram considerados para responder às questões de pesquisa. A Tabela 2.2 apresenta os critérios utilizados na primeira etapa. Inclusão Exclusão Tabela 2.2: Critérios de inclusão e exclusão para a primeira etapa Critério Inconclusivo Relaciona serviços de redes sociais e monitoramento remoto de pacientes Livro Elemento pré-textual Proceedings Estudos secundários Não relaciona serviços de redes sociais e monitoramento remoto de pacientes Para a segunda etapa, durante a leitura completa dos artigos, foi observado apenas se o artigo relacionava serviços de redes sociais e monitoramento remoto de pacientes e respondia a todas as questões de pesquisa. 2.5 Execução da revisão sistemática Ao realizar a busca nas bases os seguintes resultados foram obtidos, como apresentado na Tabela 2.3. Tabela 2.3: Distribuição de trabalhos entre as bases de busca Base Registros ACM Guide to Computing Literature 8 Engineering Village 21 IEEE Xplore Digital Library 407 PubMed 15 ScienceDirect 127 Total 578 Entre os 578 artigos, 8 eram duplicatas e um total de 546 foram excluídos, sendo que 542 foram excluídos na primeira etapa e 13 na segunda etapa. A Figura 2.2 apresenta os números de cada etapa do processo da revisão sistemática Condições de saúde assistidas Os sistemas de monitoramento remoto de pacientes presentes na literatura geralmente possuem foco em grupos específicos de pacientes, como cardiopatas [Trigo et al. 2013,Lima-Medina, Loques e Mesquita 2014], doentes crônicos [Hu e Bai 2014,Hu e Bai 2014], idosos [Trinugroho, Reichert e Fensli 2012,Khorakhun e Bhatti 2013,Mangano et al. 2015] e bem-estar [Khorakhun e Bhatti 2015, Ayubi e Parmanto 2012, Boratto et al.

23 2.5 Execução da revisão sistemática 22 Artigos identificados (n = 578) Artigos após remover duplicatas (n = 570) Artigos para leitura inicial (n = 570) Registros excluídos (n = 542) Artigos para leitura completa (n = 28) Registros excluídos (n = 13) Artigos incluídos (n = 15) Figura 2.2: Etapas da revisão sistemática 2017]. No entanto há também trabalhos que pretendem abstrair a condição de saúde do paciente, agindo de forma genérica [Rahman et al. 2009, Mukhtar et al. 2012, Khorakhun e Bhatti 2013, Bhowmik et al. 2015, Idris et al. 2015, Benkaouz e Erradi 2015]. De modo geral, esses sistemas têm como objetivo permitir a comunicação com a rede de cuidadores, seja através de algum canal de comunicação como chat ou através de alertas [Rahman et al. 2009, Khorakhun e Bhatti 2013, Bhowmik et al. 2015, Hu e Bai 2014, Trinugroho, Reichert e Fensli 2012, Benkaouz e Erradi 2015]. Além disso, alguns dos sistemas encontrados permitem que pacientes se comuniquem com pessoas com condições similares, criando uma comunidade de suporte, ocasionando colaboração

24 2.5 Execução da revisão sistemática 23 e melhora na qualidade de vida por meio de mudança de comportamentos [Hu e Bai 2014, Mangano et al. 2015, Khorakhun e Bhatti 2015, Lima-Medina, Loques e Mesquita 2014, Ayubi e Parmanto 2012, Mukhtar et al. 2012, Boratto et al. 2017]. No mais, ainda falta um maior esforço em se testar as soluções em ambientes reais com pacientes; apenas [Khorakhun e Bhatti 2015, Lima-Medina, Loques e Mesquita 2014, Boratto et al. 2017] realizaram testes com pessoas, no entanto os testes não são satisfatórios devido à pequena quantidade de pessoas envolvidas Serviços de rede social Existem soluções de monitoramento remoto de pacientes construídas sobre redes sociais de propósito geral [Trigo et al. 2013, Rahman et al. 2009, Khorakhun e Bhatti 2013, Idris et al. 2015, Mangano et al. 2015, Ayubi e Parmanto 2012, Boratto et al. 2017]. O uso destas plataformas de redes sociais reduz os custos e agiliza o processo de desenvolvimento [Khorakhun e Bhatti 2013,Hu e Bai 2014,Khorakhun e Bhatti 2015], sendo que o Facebook apresenta um conjunto de funcionalidades que melhor condizem com o que se espera encontrar em um sistema de monitoramento remoto de pacientes. Entretanto, quando se opta pelo uso de redes sociais de terceiros, enfrenta-se restrições com relação à privacidade, segurança e granularidade de controle de acesso [Khorakhun e Bhatti 2013, Khorakhun e Bhatti 2014]. O uso de redes sociais de código aberto se torna um alternativa pois suprime essas desvantagens [Trinugroho, Reichert e Fensli 2012, Khorakhun e Bhatti 2014]. O emprego de plataformas de redes sociais desenvolvidas especificamente para os sistemas de monitoramento remoto pode aumentar a adoção dos mesmos, pois o grau de segurança e privacidade esperados de uma plataforma deste tipo garantem aos idosos a segurança que buscam. Isto possibilitaria que mais idosos tenham acesso a serviços de informação, suporte e comunicação relacionados às suas condições. Entretanto, presumese que plataformas dedicadas podem ser pouco acessadas pelos cuidadores informais pois não teriam o mesmo apelo das redes sociais convencionais [Trinugroho, Reichert e Fensli 2012]. Dentre os fatores relacionados ao uso de redes sociais de propósito geral temos [Norval et al. 2011]: Vantagens: Base de usuários: redes sociais possuem alta adesão, logo paciente e cuidadores possivelmente são membros destas redes, facilitando a aceitação/adoção. Funcionalidades: o uso de APIs tornaria o desenvolvimento rápido e fácil pois muitas funcionalidades já estão implementadas. Desvantagens:

25 2.6 Decisões de projeto 24 Pouco controle: funcionalidades e políticas de uso podem ser redefinidas a qualquer momento. Problemas de confiança: idosos não confiam em redes sociais, no entanto, o uso de API não minimizaria essa falta de confiança, pois eles ainda teriam que usá-las para acessar os serviços de monitoramento remoto de paciente. Limitações de desenvolvimento e pesquisa: sistema altamente dependente das restrições impostas pela plataforma de rede social, logo implementar e testar técnicas, métodos e tecnologias, pode se tornar uma tarefa difícil ou impossível. 2.6 Decisões de projeto Grande parte dos trabalhos relacionados tem a segurança como um desafio a ser superado [Trigo et al. 2013, Hu e Bai 2014, Khorakhun e Bhatti 2013, Bhowmik et al. 2015, Trinugroho, Reichert e Fensli 2012, Ayubi e Parmanto 2012, Benkaouz e Erradi 2015, Khorakhun e Bhatti 2014], outro aspecto importante ainda a ser tratado é a privacidade [Hu e Bai 2014, Khorakhun e Bhatti 2013, Khorakhun e Bhatti 2015, Ayubi e Parmanto 2012, Khorakhun e Bhatti 2014]. Tendo em vista que os pacientes podem possuir algum tipo de deficiência, ou mesmo ter alguma restrição oriunda do tratamento, há a necessidade de produzir aplicações considerando-se a usabilidade [Trinugroho, Reichert e Fensli 2012, Lima- Medina, Loques e Mesquita 2014, Boratto et al. 2017]. Também é possível notar baixa preocupação com conformidade a padrões de informática em saúde, apenas [Trigo et al. 2013] faz uso de algum padrão, no caso HL7. A Tabela 2.4 apresenta um estudo comparativo entre a solução integrada à plataforma UbiCare e trabalhos encontrados na literatura no que diz repeito a condição de saúde em foco, o tipo de rede social utilizada, o uso de padrões de informática em saúde e a preocupação com aspectos de segurança e privacidade. Existe interesse na elaboração de sistemas capazes de auxiliar pacientes independente da condição de saúde que apresentam (genéricos) e que permitam a prevenção e manutenção de uma boa saúde (bem-estar). Quanto às redes sociais, a maior parte dos estudos evita usar plataformas de propósito geral, sendo Facebook 1 e Twitter 2 as duas mais utilizadas para enriquecer sistemas de monitoramento remoto de pacientes. Apesar do interesse em usar serviços de rede social no contexto de monitoramento remoto de paciente, pouca atenção é dada ao uso de padrões de informática em saúde nestes sistemas

26 2.6 Decisões de projeto 25 Tabela 2.4: Comparação entre trabalhos Identificador Foco Rede social Padrões Segurança Privacidade [Ayubi e Parmanto 2012] Bem-estar Facebook Não Não Não [Benkaouz e Erradi 2015] Genérico Específica Não Não Sim [Bhowmik et al. 2015] Genérico Específica Não Não Sim [Boratto et al. 2017] Bem-estar Facebook Não Não Não [Hu e Bai 2014] Doenças crônicas Específica Não Sim Sim [Khorakhun e Bhatti 2015] Bem-estar Específica Não Sim Sim [Khorakhun e Bhatti 2013] Cardiopatia Facebook Não Sim Sim [Khorakhun e Bhatti 2013] Idosos Facebook Não Sim Sim [Khorakhun e Bhatti 2014] Bem-estar Específica Não Sim Sim [Lima-Medina, Loques e Mesquita 2014] Cardiopatia Específica Não Não Não [Mangano et al. 2015] Idosos Twitter Não Não Não [Mukhtar et al. 2012] Genérico Específica Não Não Não [Rahman et al. 2009] Genérico Facebook Não Não Não [Trigo et al. 2013] Cardiopatia Twitter Sim Não Não [Trinugroho, Reichert e Fensli 2012] Idosos Facebook Não Sim Não No que diz respeito a privacidade e segurança, para o primeiro destes existe preocupação em definir quem pode consumir quais dados do paciente, enquanto para o segundo caso, alguns autores assumem que, devido o uso de HTTPS, os dados sendo transmitidos estão seguros.

27 Fundamentação teórica CAPÍTULO 3 A proposta desta dissertação apoia-se sobre três domínios: sistemas de monitoramento remoto de pacientes, serviços de redes sociais e sistemas de notificação de eventos. As seções a seguir apresentam os conceitos destes domínios e como possibilitam a disseminação de informação de saúde em sistemas de monitoramento remoto de pacientes usando uma abordagem de serviços de redes sociais. 3.1 Sistemas de monitoramento remoto de pacientes Os sistemas de monitoramento remoto de pacientes podem ser compreendidos como uma especialização de sistemas sensíveis ao contexto [Ribeiro et al. 2016, Ribeiro et al. 2017]. Dey e Abowd [Abowd et al. 1999] definem contexto como qualquer informação que pode ser usada para caracterizar a situação de uma entidade. Uma entidade é uma pessoa, um local ou um objeto relevante para a interação entre o usuário e a aplicação, incluindo os próprios usuários e aplicações. Essa definição comporta uma grande quantidade de informações como sendo contexto, sendo as mais relevantes aquelas que permitem inferir quem (identidade) está fazendo o que (atividade), em que local (localização) e em que momento (tempo) [Vaninha, Tedesco e Salgado 2009]. Os sistemas sensíveis ao contexto são aqueles capazes de prover informações ou serviços relevantes de acordo com o contexto do usuário [Abowd et al. 1999]. Tais sistemas podem ser estruturados em uma arquitetura com cinco camadas [Musumba e Nyongesa 2013, Baldauf, Dustdar e Rosenberg 2007], como apresentado na Figura 3.1. A organização arquitetural apresentada permite que contexto seja adquirido (camada de Aquisição) por meio de sensores (camada de Sensores) e devidamente representado (camada de Pré-processamento), persistido e disponibilizado (camada de Armazenamento e Gerência) para as aplicações que se comportam de acordo com as informações de contexto (camada de Aplicações). O paciente possui dispositivos que possibilitam o sensoriamento e a apresentação dos dados fisiológicos, além de permitir a atuação sobre esses dados. Os dados sen-

28 3.1 Sistemas de monitoramento remoto de pacientes 27 Figura 3.1: Arquitetura de sistemas sensíveis ao contexto, adaptada de [Baldauf, Dustdar e Rosenberg 2007, Musumba e Nyongesa 2013]. soriados são disponibilizados para um sistema de monitoramento remoto. Este sistema processa, armazena e gerencia os dados fisiológicos. Caso alguma anomalia fisiológica seja detectada durante o processamento, alguma ação pode ser tomada. Por exemplo, no caso de um paciente com diabetes, um glicosímetro pode ser utilizado para medir a quantidade de glicose em sua corrente sanguínea. Os dados obtidos pelo uso do glicosímetro são enviados ao sistema de monitoramento remoto. As medidas do glicosímetro podem ser acompanhadas por meio de um smartphone e, caso seja detectado um nível crítico de glicose, uma bomba de insulina pode ser acionada UbiCare O desenvolvimento deste trabalho considera a realização de experimentações sobre a plataforma UbiCare, um sistema de monitoramento remoto de pacientes em desenvolvimento no Laboratório de Informática em Saúde do Instituto de Informática da Universidade Federal de Goiás [Germano et al. 2016, Battisti et al. 2016, Ribeiro et al. 2016, Ribeiro et al. 2017]. A arquitetura apresentada na Figura 3.1 apresenta um conjunto de camadas que definem a estrutura genérica de um sistema de monitoramento remoto de pacientes. Essa organização permite o agrupamento das camadas em três grandes componentes: sensoriamento, middleware e aplicações. Enquanto os componentes sensoriamento e aplicações apresentam mapeamento direto para com as camadas da arquitetura em questão, o componente middleware trata de abstrair as camadas de aquisição, pré-processamento e armazenamento e gerência. A plataforma UbiCare faz uso desta arquitetura. A sua organização, incluindo os

29 3.1 Sistemas de monitoramento remoto de pacientes 28 componentes presentes na camada de middleware [Germano et al. 2016], é apresentada na Figura 3.2. Figura 3.2: Diagrama de pacotes representando a arquitetura da plataforma UbiCare A aplicação Plano de Cuidados auxilia pacientes na execução e no acompanhamento das prescrições médicas. Os componentes específicos da plataforma UbiCare são: Gerenciador de Cuidados disponibiliza os principais recursos relacionados ao tratamento do paciente, tais como as prescrições de saúde, o controle de riscos e o histórico de avaliações realizado pelos profissionais de saúde. Emissor de Notificações contém os recursos que permitem a entrega de notificações aos diferentes usuários do sistema. Gerenciador de Usuários disponibiliza recursos que permitem a autenticação e o controle de usuários. Sensores Fisiológicos disponibiliza os recursos que viabilizam o registro de dados fisiológicos do paciente, tais como pressão arterial e peso.

30 3.2 Serviços de rede social 29 Esta arquitetura possibilita a extensão da plataforma, portanto novos serviços, como o de rede social, podem ser adicionados ocasionando mínimo impacto aos componentes previamente existentes [Baskerville et al. 2010]. 3.2 Serviços de rede social As redes sociais são as relações sociais entre pares ou conjuntos de unidades sociais e podem ser representadas utilizando grafos direcionados [Faust 2006]. Dessa forma, os vértices do grafo representam as unidades sociais e as suas arestas representam as relações entre os pares de unidades sociais. As relações entre pares de unidades sociais, um subgrafo de dois vértices e as arestas entre eles, são comumente referenciadas como díades. Existem três tipos de díades, como apresentado na Figura 3.3. relação α X relação α Y relação β X X Y Y (a) Mútua (b) Assimétrica Figura 3.3: Tipos de díades (c) Nula Mútua: Existem arestas X Y e Y X (relações bidirecionais). Assimétrica: Existe aresta X Y ou Y X (relações unidirecionais). Nula: Não existe aresta entre as unidades sociais X e Y. As relações entre as entidades de um domínio podem ser usadas como informação contextual [Zimmermann, Lorenz e Oppermann 2007]. Existem três tipos de relações: as sociais, que modelam as relações interpessoais, as funcionais, que são responsáveis pela relação de consumo de serviços de outras entidades, e as composicionais, que controlam o comportamento de um grupo de entidades. Relação social: Modela os aspectos sociais, as conexões com as demais entidades, como relações interpessoais (amigos, familiares, colegas de trabalho). Possibilita definir um esquema de proximidade/intimidade entre as entidades de modo que as mais próximas tenham acesso a mais informações que aquelas mais distantes. Relação funcional: Modela uma relação em que uma entidade consome serviços de outra entidade com alguma finalidade e algum efeito. Situações envolvendo relações funcionais podem ser físicas, como, por exemplo, sentar em uma cadeira, comunicacionais ou interacionais, como, por exemplo, falar ao microfone, ou mentais ou cognitivas, como ler um artigo.

31 3.2 Serviços de rede social 30 Relação composicional: Modela o comportamento de um grupo de entidades no que diz respeito à relação entre o todo e as suas partes, além do nível de dependência entre as entidades uma vez que venham a integrar um grupo. Uma relação composicional pode ser classificada como: Agregação: Composição forte; as partes deixam de existir caso o objeto que as contenham seja destruído. Associação: Composição fraca; as partes podem pertencer a diferentes composições e não deixam de existir, mesmo que as composições sejam destruídas. Desse modo, considerando que uma entidade de sistema sensível ao contexto corresponde a uma unidade social, e o fato de que sistemas de monitoramento remoto de pacientes são especializações de sistemas sensíveis ao contexto, faz-se possível o uso de relacionamentos entre as entidades desse domínio como informação contextual. Uma forma de se obter informação contextual dos relacionamentos de uma pessoa é por meio de serviços de redes sociais. Existe dificuldade em definir serviços de rede social e mídia social [Boyd e Ellison 2007]. A visão adotada neste trabalho é apresentada na Figura 3.4. Indivíduos formam redes sociais usando serviços de rede social e então podem produzir conteúdo para os indivíduos em sua rede, bem como consumir os dados gerados por indivíduos com os quais possui algum relacionamento, entendendo-se por mídia os dados consumidos ou produzidos. Mídia social Serviço de rede social Rede social Indivíduo Figura 3.4: Visão dos serviços de redes sociais Os componentes podem ser definidos como: Indivíduo Pessoa que compõe redes sociais. Rede social Um grupo de indivíduos relacionados por suas conexões sociais, como colegas, familiares, entre outros.

32 3.3 Sistemas de notificação de eventos 31 Serviço de rede social Uma abstração que permite aos indivíduos gerenciarem suas relações sociais. Mídia social Meio através do qual algum indivíduo pode trocar dados baseado nas conexões de sua rede social. 3.3 Sistemas de notificação de eventos Uma vez que os indivíduos construam as suas redes, existe a possibilidade de se disseminar informação nessa rede. A disseminação de informação em serviços de redes sociais pode ser realizada usando uma arquitetura que possibilite especificar os objetos de interesse e os objetos interessados. Em um sistema de notificação de eventos é possível dissociar estes objetos. O uso deste padrão arquitetural baseado no modelo publish/subscribe, permite o mapeamento dos pacientes para publishers e dos cuidadores para subscribers. A Figura 3.5 apresenta um serviço publish/subscribe genérico composto dos seguintes componentes [Tarkoma 2012]: Motor de notificações: constrói e mantém uma estrutura de indexação de assinaturas; oferece as interfaces necessárias para que publishers e subscribers criem e removam assinaturas e publiquem conteúdo. Gerenciador de assinaturas: recebe operações de gerenciamento de assinaturas do motor de notificações; possui duas operações obrigatórias: inserção e remoção de assinaturas Banco de assinaturas: armazena assinaturas e dados relacionados as mesmas. Banco de eventos: armazena eventos publicados de modo que possam ser recuperados posteriormente. Consumidor de notificações: componente intermediário no processo de notificação; recebe notificações do motor de notificação e as encaminha para o devido subscriber. Desta forma, sempre que ocorre um evento (situação) relacionado ao objeto de interesse (publisher), uma notificação é gerada e encaminhada ao objeto interessado (subscriber). Ou seja, quando os sinais fisiológicos de um paciente apresentam uma anomalia, um evento é acionado, gerando e disseminando notificações para os seus cuidadores. A relação entre serviços de notificação de eventos e serviços de redes sociais pode ser estabelecida por meio das operações de manutenção de assinaturas, fornecidas pelo gerente de assinaturas, e das operações manutenção de relacionamentos. A Tabela 3.1 apresenta esse mapeamento.

33 3.4 Considerações finais 32 Figura 3.5: Modelo publish/subscribe [Tarkoma 2012] Tabela 3.1: Mapeamento entre serviços de rede social e de notificação de eventos Operação Serviço de rede social Criar relacionamento Remover relacionamento Serviço de notificação de eventos Inserir assinatura Remover assinatura 3.4 Considerações finais Dadas as características de um sistema de monitoramento remoto de pacientes, trata-se de uma especialização de um sistema sensível ao contexto. Além disso, considerando que os pacientes e os cuidadores correspondem às entidades do sistema, pode-se estender um sistema de monitoramento de pacientes de modo a acomodar a informação contextual referente ao relacionamento das entidades que nele residem. E assim, dada a existência de informação contextual de relacionamento entre estas diferentes entidades do sistema (cuidadores formais, cuidadores informais e pacientes), é possível que notificações sejam encaminhadas seguindo o modelo publish/subscribe. Nesta situação tem-se os pacientes como publicadores e os cuidadores, sejam formais ou informais, como assinantes.

34 Resultados CAPÍTULO 4 Neste capítulo são apresentados os modelos de domínio propostos, bem como uma arquitetura de sistemas sensíveis ao contexto auxiliada por serviços de rede social, uma modificação na arquitetura de sistemas sensíveis ao contexto apresentada na Seção 3.1, e o protótipo desenvolvido para a validação das propostas. O protótipo apresentado foi desenvolvido no âmbito do Laboratório de Informática em Saúde (LabIS), no Instituto de Informática (INF) da Universidade Federal de Goiás (UFG), tendo como base a plataforma UbiCare. 4.1 Modelos de domínio Modelos de domínio são abstrações que descrevem aspectos de um domínio e permitem a solução de problemas relacionados ao domínio [Evans 2004]. A seguir serão apresentados modelos para os três domínios sobre os quais este trabalho se apoia, bem como um modelo de domínio que visa a integração destas três bases Modelo de domínio para serviços de monitoramento remoto de pacientes Para a devida compreensão do modelo de domínio proposto, faz-se necessário o resgate do cenário proposto na Seção 3.1. Além dos dispositivos de sensoriamento, pode ser identificada a presença de dispositivos de E/S e dispositivos atuadores. O paciente com diabetes pode utilizar um glicosímetro para medir a quantidade de glicose em sua corrente sanguínea (Dispositivo sensor). Os dados obtidos pelo uso do glicosímetro (Aquisição/Pré-processamento) são enviados ao sistema de monitoramento remoto (Armazenamento e gerência). As medidas do glicosímetro podem ser acompanhadas de um smartphone (Dispositivo de E/S) e, caso seja detectado um nível crítico de glicose, uma bomba de insulina pode ser acionada (Dispositivo atuador). A Figura 4.1 apresenta o modelo de domínio para o monitoramento remoto de pacientes e apresenta as seguintes entidades:

35 4.1 Modelos de domínio 34 Figura 4.1: Modelo de domínio para monitoramento remoto de pacientes Paciente: indivíduo cujo tratamento é guiado por um plano de cuidados e por meio de dispositivos e seguindo um plano de cuidados. Dispositivo: dispositivos variados, podendo ser compostos por outros dispositivos e possuindo os seguintes subtipos [Vieira e Carvalho 2016]: Sensor: dispositivo dotado da capacidade de sensoriamento, e.g. glicosímetro. Atuador: dispositivo capaz de atuar no meio em que se encontra, sendo essa atuação dada pelo estado do sistema inferido a partir de dispositivos de sensoriamento, e.g. bomba de insulina. E/S: dispositivos que permitem que o paciente interaja com o sistema, e.g. smartphone apresentando informações de nível de glicemia. Analisador: um subsistema responsável por realizar inferências sobre os dados adquiridos dos dispositivos de sensoriamento. Plano de cuidados: o plano de cuidados consistindo de informações relacionadas ao tratamento do paciente, e.g. recomendações médicas, horários de administração de medicamentos, entre outros Modelo de domínio para serviços de redes sociais Como apresentado na Seção 3.2, indivíduos formam redes sociais usando serviços de rede social e assim conseguem produzir e consumir conteúdo gerado por outros indivíduos em sua rede social. Indivíduos podem restringir alguns aspectos destas inte-

36 4.1 Modelos de domínio 35 rações, como a quantidade de detalhe da informação disponibilizada a outros indivíduos. Por exemplo, um paciente pode optar por não compartilhar dados de um sensor específico com um ou mais de seus cuidadores. A Figura 4.2 apresenta o modelo de domínio para serviço de rede social e apresenta as seguintes entidades: Pessoa: indivíduo que compõe uma relação e pode definir restrições sobre essa relação. Relacionamento: representação do relacionamento entre entidades do tipo Pessoa. A cardinalidade da relação Relacionamento Pessoa se deve ao fato de que apenas díades são suportadas. As díades são relacionamentos formados por apenas duas entidades (vide Seção 3.2). Restrição: permite que indivíduos restrinjam os dados que estarão disponíveis para os indivíduos com os quais possui relacionamento ou os dados que desejam consumir gerados pelos indivíduos com os quais possui relacionamento Figura 4.2: Modelo de domínio para serviço de rede social Modelo de domínio para serviços de notificação de eventos A Figura 3.5, na Seção 3.3, apresenta o modelo publish/subscribe. No entanto, este modelo tem como preocupação principal a definição de componentes computacionais. Este trabalho trata da disseminação de informação de saúde em sistemas de monitoramento remoto de pacientes, portanto os dados sendo transmitidos devem aparecer como entidades no modelo. Os dados sendo trafegados podem ser de duas categorias: eventos relacionados a mudanças no estado de saúde de um paciente ou notificações geradas a partir desses eventos. A Figura 4.3 apresenta o modelo de domínio para serviço de notificação de eventos e apresenta as seguintes entidades: Publicador: Entidade que produz eventos.

37 4.1 Modelos de domínio 36 Evento: Mudança no contexto da entidade Publicador que seja relevante para a aplicação, e.g. variação na leitura do glicosímetro. Notificação: Informação que será entregue ao Assinante, e.g. mensagem informando que o paciente precisa ministrar insulina. Notificador: Entidade responsável por encaminhar as notificações aos Assinantes. Assinante: Entidade que consome notificações. Figura 4.3: Modelo de domínio para serviço de notificação de eventos Considerando que informações referentes ao estado de saúde de um paciente possa ser disponibilizada para a sua rede social, tem-se o paciente como o produtor de conteúdo. Conteúdo esse que fora obtido a partir da leitura de seus sensores fisiológicos. Aos seus cuidadores caberia então o papel de consumidores desse conteúdo. Desta forma, sempre que ocorre um evento relacionado a um objeto de interesse, uma notificação é gerada e encaminhada aos objetos interessados. Isto significa que caso os dados vitais de um paciente sejam classificados como anormais, um evento é disparado, gerando notificações a serem entregues para seus cuidadores Modelo de domínio para sistemas de monitoramento remoto de pacientes auxiliado por serviços de redes sociais Ao combinar estes três domínios (monitoramento remoto de pacientes, serviços de redes sociais e serviços de notificação de eventos) pode-se obter um modelo de domínio para sistemas de monitoramento remoto de pacientes enriquecido com serviços de redes sociais. Este modelo de domínio é apresentado na Figura 4.4.

38 4.1 Modelos de domínio 37 Figura 4.4: Modelo de domínio proposto

39 4.2 Modelo arquitetural 38 O sistema de monitoramento remoto de pacientes passa a ter outros atores como participantes diretos, os familiares e os profissionais de saúde. Devido à adição dessas entidades interessadas no estado de saúde do paciente, optou-se por unir a entidade Paciente do modelo de domínio para serviços de monitoramento remoto de pacientes ao tipo Pessoa do modelo de domínio para serviços de rede social. Entidades do tipo Pessoa passam a ter papéis, podendo ser Paciente, Familiar ou Profissional. O Publicador do modelo de domínio para serviços de notificação de eventos passa a ser representado pelo Analisador. Os dados fisiológicos de um paciente são coletados por dispositivos do tipo Sensor e transmitidos ao Analisador. Caso o Analisador identifique alguma anomalia, emite um evento em nome do paciente associado ao Sensor. Além disso, o conteúdo de uma notificação pode ser restringido de acordo com o relacionamento ou o papel do destinatário. No que diz respeito às restrições de relacionamentos, um paciente pode limitar quais os sensores que estariam disponíveis para uma determinada pessoa com a qual possui um relacionamento, ou uma pessoa pode especificar que não deseja informações referentes a um determinado sensor do paciente. No que tange aos papéis das pessoas, os cuidadores formais devem receber conteúdo mais detalhado do que cuidadores informais e pacientes, como proposto por [Khorakhun e Bhatti 2013]. O processo realizado pelo Notificador a fim de determinar os destinatários de uma notificação passam a ser diretamente impactados pelos Relacionamentos. Isso se deve ao fato de que, como descrito na Seção 3.3, os relacionamentos representam as assinaturas, determinando assim o fluxo de informação. 4.2 Modelo arquitetural A camada de serviço de rede social pode existir conjuntamente com a pilha de sistema de monitoramento remoto de pacientes, apresentada na Seção 3.1. A Figura 4.5 apresenta a proposta de arquitetura de sistema de monitoramento remoto de paciente com serviço de rede social. As diferenças em relação à arquitetura apresentada na Seção 3.1 estão nas camadas Dispositivos, Identidade e Serviços de Rede Social. Dispositivos: A camada Sensores passa a comportar dispositivos atuadores e de E/S, como proposto no modelo de domínio, sendo então renomeada para camada Dispositivos. Identidade: Identificação dos atores do sistema para uso na rede social. Serviço de Rede Social: Componentes responsáveis pela gerencia de relacionamentos e restrições de relacionamentos.

40 4.3 Prova de conceito 39 Figura 4.5: Arquitetura de sistema de monitoramento remoto de paciente com serviço de rede social Aplicações: Passa a comportar aplicações de mídia social além das aplicações sensíveis ao contexto. 4.3 Prova de conceito A avaliação dos modelos e arquiteturas propostos foi dada pela modificação da plataforma UbiCare apresentada na Seção Em questões estruturais, este sistema está organizado como apresentado na Figura 4.6. Figura 4.6: Arquitetura da plataforma UbiCare incluindo as modificações propostas

41 4.3 Prova de conceito 40 A Figura 4.7 apresenta as associações entre os componentes desta arquitetura. Figura 4.7: Diagrama de componentes do modelo arquitetural O Analisador de Dados recebe os dados dos Sensores Fisiológicos e, caso identifique alguma anomalia, utiliza o Emissor de Notificações para notificar os interessados. O Emissor de Notificações recupera os dados dos usuários interessados através do Gerenciador de Relacionamentos e utiliza o Disseminador de Notificações para encaminhar as notificações. O protótipo construído tem como finalidade a entrega de notificações para os cuidadores de um paciente. Essas notificações são geradas após a detecção de alguma anomalia nos dados fisiológicos coletados. O encaminhamento das notificações é realizado com o auxílio do Firebase Cloud Messaging 1 (FCM), um componente externo que possibilita a entrega de mensagens para os dispositivos dos usuários. A Figura 4.8 apresenta o fluxo relacionado à coleta de dados fisiológicos e à sua transmissão para o UbiCare (1, 2 e 3), bem como as interações dos usuários com os serviços por meio das aplicações (3) e as interações relacionadas ao FCM (A, B, C, D e E). O funcionamento do FCM é fundamentado na distribuição de identificadores únicos para os dispositivos que tenham a aplicação Social App instalada. Quando o usuário acessa a aplicação, um identificador é solicitado (A) e atribuído ao dispositivo (B). Esse identificador é persistido no UbiCare, associado a um usuário (C). Sempre que for necessário notificar um determinado usuário, o UbiCare informa os identificadores de seus dispositivos e a mensagem para o FCM (D). Os identificadores são resolvidos e as mensagens são encaminhadas aos dispositivos (E). 1

42 4.3 Prova de conceito 41 Paciente << Distribuidor de Notificações >> FCM FCM E A B D << Middleware >>UbiCare C Gerenciador de Cuidados Gerenciador de Usuários Gerenciador de Relacionamentos Sensores Fisiológicos Analisador de Dados Emissor de Notificações << Aplicação >> << Aplicação >> Rede Social Sensores Sensores fisiológicos Aplicações instaladas no dispositivo móvel Posse do dispositivo móvel Figura 4.8: Fluxo de disseminação de notificações usando abordagem de serviço de redes sociais na plataforma Ubi- Care 3 3 << Aplicação >> Rede Social << Aplicação >> Rede Social Profissional Familiar

43 4.3 Prova de conceito 42 Profissional interessado em interessado em Paciente Familiar Figura 4.9: Exemplo de configuração de relacionamento entre cinco entidades do sistema A aplicação móvel Social App permite ao usuário acessar as funcionalidades do gerenciador de relacionamentos. Para exemplificar o funcionamento da aplicação móvel será considerando o cenário simplificado apresentado na Figura 4.9. Um usuário pode acessar o sistema utilizando nome e senha cadastrados no sistema, como demonstrado na Figura 4.11(a). Tendo em vista o sistema em uso pelo Profissional, a aplicação apresenta um comportamento como especificado nas Figuras 4.11(b), 4.11(c), 4.11(d). O aplicativo implementado permite ao usuário acessar as funcionalidades do gerenciador de relacionamentos contanto que esteja autenticado no sistema UbiCare. As notificações de monitoramento remoto de paciente na plataforma UbiCare possuem comportamento como apresentado na Figura Figura 4.10: Fluxograma para notificações de monitoramento remoto de pacientes na plataforma UbiCare

44 4.3 Prova de conceito 43 (a) Tela de login (b) Usuários de interesse do usuário logado (c) Usuários interessados no usuário logado (d) Demais usuários presentes no sistema Figura 4.11: Comportamento do aplicativo para o cenário proposto, considerando o usuário Profissional de saúde presente na configuração da Figura 4.9 Caso ocorra algum evento relacionado ao Paciente, uma mensagem contendo o identificador do Paciente será direcionada ao Notificador de Eventos. Os identificadores dos dispositivos das pessoas interessadas serão recuperados. Isso é possível pelo fato de