Documento de Visão. Uma solução de monitoramento médico. Versão 2.0. Preparado por Rômulo Franco e Robson Canato. Seminários

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1 Documento de Visão Uma solução de monitoramento médico Versão 2.0 Preparado por Rômulo Franco e Robson Canato Seminários Março 2011

2 Visão e Escopo Página ii Conteúdo 1. Requisitos do Sistema Contexto e Necessidades do sistema Rede de sensores Personal Server Servidor Central Motivação para monitoramento de eletrocardiograma e glicose Objetivos do Sistema Critérios de Sucesso Riscos Visão da solução Visão Informações coletadas Protocolo de comunicação Tipos de notificações Portal Web Principais características Suposições e Dependências Escopo e Limitações Escopo da versão inicial e subsequente Limitações e Exclusões Contexto Características dos stakeholders Ambiente de Operação...15 Anexos...17 Sistema para monitoramento cardiovascular...17 Sistema para monitoramento de diabete:...19 Computação Ubíqua...20 A Tecnologia ZigBee...20 Tecnologia Bluetooth...22 ZIGBEE versus BLUETOOTH:...24 Referências...25

3 Visão e Escopo Página iii História de Revisões Name Date Reason For Changes Version

4 Visão e Escopo Página 1 1. Requisitos do Sistema 1.1. Contexto e Necessidades do Sistema A monitoração dos sinais vitais de pacientes dentro de um hospital é uma tarefa do cotidiano de enfermeiros e médicos, contudo monitorar sinais vitais fora do hospital pode ser uma tarefa cansativa para o paciente uma vez que ele deveria visitar um centro de monitoração periodicamente até obter um diagnóstico preciso pelo médico. A monitoração por meio de uma rede de sensores sem fio interligados a um dispositivo pode ser uma saída para este fim, assim sendo, a monitoração externa bem como a interna pode viabilizar a identificação e diagnóstico precoce de pacientes com estado de saúde critica. Os sensores espalhados pelo corpo do paciente efetuam leituras dos sinais vitais de tempos em tempos, e enviam estas leituras para um Servidor Pessoal (Personal Server) que processa as informações necessárias para possibilitar ao paciente visualizar o nível do sinal vital monitorado em questão. Este Personal Server com recursos de conexão com a Internet dispara estes dados para algum servidor central que por sua vez pode disparar para outros envolvidos como médicos e responsáveis pelo paciente que de posse de um celular ou um dispositivo conectado a Internet podem analisar os dados recebidos O Servidor Pessoal deverá ter recursos de GPS permitindo a rápida localização de pacientes que apresente um grau de risco maior. Um módulo de administração se faz necessário nesse caso, como um Portal WEB que permita a avaliação das leituras efetuadas para paciente, a manutenção de prontuários eletrônicos, a administração de parâmetros do sistema, entre outras funcionalidades que são descritas abaixo. Este módulo é necessário, mas não obrigatório na utilização do sistema de forma parcial, bem como a existência de um Servidor Central não se faz totalmente necessária para o monitoramento médico. O conjunto de sistemas é baseado em três componentes e com possibilidade de integração entre eles: Figura 1: Módulos do sistema A camada inferior Portal Web representa a administração dos componentes superiores. Os sensores e o Personal Server estão diretamente ligados configurando um Kit de monitoramento.

5 Visão e Escopo Página Rede de sensores As tecnologias de Informação e comunicação podem fornecer ferramentas eficientes para lidar com os desafios e melhorar a prestação de serviços na área da saúde. A Wireless Body Area Network (WBAN) é uma tecnologia emergente que se refere a uma rede de área corporal através de sensores, podendo ser formadas e monitorar os sinais vitais como pressão arterial, temperatura, batimentos cardíacos, taxas de pulso ou controle de diabetes, por exemplo. Uma das limitações dos sensores é a capacidade de processamento, armazenamento ou comunicação. Por este motivo, a WBAN necessita de uma interligação com redes externas tornando assim o processamento eficiente. Devido a grande variedade de tecnologias de comunicação com ou sem fio, consegue-se montar uma infra-estrutura adequada, de área ampla oferecendo conectividade ininterrupta. Espera-se que a WBAN contribua muito pela área da saúde no que diz respeito a monitoramento remoto, possibilitando o registro de parâmetros vitais de pacientes que sofrem de doenças crônicas ou não, como diabetes e ataques cardíacos. Estes sensores irão coletar e transmitir dados do paciente para um dispositivo como, por exemplo, seu celular que por sua vez poderá ocorrer por uma tecnologia como Bluetooth, ZigBee ou qualquer outra tecnologia pessoal de transmissão ou recepção de dados sem fio. Esses dados serão enviados para um servidor por meio da Internet. Com base nos dados coletados dos sensores, qualquer alteração pode ser detectada e desta forma um alerta em tempo real poderá ser encaminhado ao médico responsável pelo paciente, o qual poderá tomar as devidas providencias, como por exemplo, solicitar ao paciente que altere a quantidade de algum medicamento, evitando assim, que o problema possa se agravar. O uso e integração deste tipo de sensores pela tele-medicina na monitoração e tratamento de pacientes são já práticas correntes sendo que um futuro em que os nossos corpos poderão ter até órgãos artificiais com acesso online parece ser uma realidade não muito longínqua. São utilizados dois tipos de rede Wireless para a coleta dos dados do paciente. Um delas é a WBAN que é a rede de sensores propriamente dita, enquanto a Wireless Personal Area Network - Zigbee executa a transmissão de dados para outro dispositivo, como gateways ou estação base. O ZigBee e o Bluetooth são tecnologias utilizadas para a recepção dos dados desses sensores e posterior retransmissão a uma base central. É interessante que o médico possa dar um feedback quanto as mensagens recebidas, podendo alterar algum parâmetro do sistema caso necessário, por exemplo: depois de tomar alguma ação e ou orientação dada ao paciente; Personal Server Uma estação base é descrita em Milenkovic et Al., 2006 e é denominado como Personal Server. Esta seção baseia-se fortemente na arquitetura definida em Milenkovic et Al., 2006 para entendimento e contextualização do sistema.

6 Visão e Escopo Página 3 Os sensores coletam os dados e enviam para uma estação base, que pode realizar algum tipo de processamento, uma vez que os sensores não executam esta tarefa, enviam dados com processamento parcial ou em hexadecimal, em formato de sinal digital cru. A coleta destes dados a partir dos sensores tem uma rede com baixo alcance e por tanto, se faz necessário um dispositivo móvel intermediando algumas etapas até o dado chegar ao Servidor Central. Contudo, os dados podem ser trabalhados de forma que a informação seja útil sendo visualizado pelo paciente diretamente neste dispositivo, que tem um comportamento de um Servidor Pessoal ou Personal Server, aqui discriminado como um tipo de estação base. O uso de dispositivos móveis é uma interessante solução, visto que permite locomoção pela área enquanto é feito o monitoramento com o dispositivo ainda conectado a rede. São realizadas requisições dos resultados em algum intervalo de tempo. Esses valores são mantidos na memória do dispositivo. Um Personal Server é baseado em um dispositivo móvel cuja denominação é Personal Digital Assistant (PDA), assim sendo, um PDA deve conter os recursos mínimos descritos neste documento para o funcionamento adequado do sistema. Atualmente, há dispositivos móveis com recursos bem próximos a um Computador Pessoal e que cabem no bolso. Além de grande poder de processamento e armazenamento quando combinado com cartões de memória, eles ainda possuem recursos de rede Wireless de vários tipos, GPS (definir), acesso a telefonia celular GPRS e 3G, há custos reduzidos e que se integram a solução de software descrita neste documento. Com a gama de recursos, a solução base seria presumida de que o Personal Server estaria interligado aos Sensores constantemente trocando informações utilizando algum tipo de protocolo. Ambos devem ter uma interface de conexão baseados em ZigBee ou Bluetooth, a figura 2 demonstra uma arquitetura base: Figura 2: Integração Personal Server com Sensores O conjunto de sensores e um Personal Server são denominados neste documento de Kit de monitoramento.

7 Visão e Escopo Página Servidor Central O Servidor Central é um com computador com um poder maior de processamento e armazenamento e desempenha o papel de recepção dos dados oriundos de dispositivos ora Personal Server, ora de outros servidores ou quaisquer outros dispositivos integrados a solução, ou seja, a recepção dos dados não cria uma dependência física por um dispositivo especifico, uma vez que a recepção dos dados obedecerá a um protocolo de troca de mensagens com um conteúdo inteligível ao Servidor Central. É papel deste, manter disponível todas as informações dos pacientes para possíveis consultas pelos usuários autorizados, como: Médicos, Enfermeiros, Responsáveis e os próprios Pacientes. O Servidor Central encarrega-se de manter uma base de parâmetros por Paciente. É pertinente manter dados de toda a configuração do sistema. Pode desempenhar outras funcionalidades, como o envio de alertas para envolvidos nos cuidados com um determinado paciente. Figura 3: Elementos envolvidos com o Servidor Central 1.2. Motivação para monitoramento de eletrocardiograma e glicose Segundo a fonte RM, 2011 que está relacionada à OMS, 29% das mortes causadas em todo o mundo é por doenças cardiovasculares e 2% das mortes ocorrem por diabetes, contudo para este ultimo percentual, o diabetes considerado com uma Doença Crônica não transmissível, diminui a qualidade de vida, obrigando o portador da doença a restringir seus hábitos alimentares e comportamentais promovendo o controle dos níveis de glicose. O mais agravante neste cenário segundo o relatório da VIGITEL (Vigilância de fatores de risco e proteção para doenças crônicas por inquérito telefônico) é que o diabetes mellitus configura-se hoje como uma epidemia mundial representando um desafio para os sistemas de saúde em todo o mundo (Vigitel, 2007).

8 Visão e Escopo Página 5 O monitoramento pode não trazer a solução da maioria dos problemas relacionados a essas duas doenças, mas o objetivo está em tentar de alguma forma o aumento na qualidade de vida. A maneira como isso poderá ser feito, é permitindo ao paciente tomar ações baseando-se no conhecimento que ele mesmo tem sobre o seu organismo a partir das estatísticas coletadas pelos sensores. Se dispositivos como o sensoriamento de ECG e Glicose forem capaz de mostrar ao paciente os dados concretos e em tempo real possibilitará tratamento preventivo com diagnósticos precoces por parte da equipe médica Objetivos do Sistema OS-1: Monitoramento remoto de pacientes com problemas ou Sintomas Cardiovasculares e Diabetes, visando à melhoria da qualidade de vida e prevenção de doenças desses pacientes utilizando uma rede de sensores sem fio. OS-2: A Monitoração ininterrupta permite que os dados dos pacientes estejam à disposição dos médicos ou responsáveis desses pacientes possibilitando uma melhor análise do estado real, com a possibilidade de imediata intervenção, evitando possíveis problemas. OS-3 Possibilitar o envolvimento de várias pessoas responsáveis no tratamento e cuidados com um paciente OS-4: Possibilitar o monitoramento remoto de um maior número de pessoas independente da sua localização geográfica 1.4. Critérios de Sucesso CS-1: Diminuir o intervalo das monitorações, trazendo mais fidelidade das informações, aumentando a qualidade das informações coletadas, traçando um histórico da situação do paciente; CS-2: Monitoração ininterrupta independente da dispersão geográfica do paciente, uma monitoração24x7; a custos cada vez menores proporcionada pela computação ubíqua. CS-3: Por se tratar de um sistema de monitoramento remoto, um número maior de pessoas poderá utilizar deste serviço, podendo desta forma reduzir o tempo de espera, custos melhorando a qualidade dos serviços prestados, contribuindo com a saúde do paciente e aumentando a qualidade de vida; 1.5. Riscos RI-1: Localização do paciente via GPS indisponível em situações de urgência RI-2: Confidencialidade dos dados do paciente que serão enviados ao Servidor Central por meio de comunicação primeiramente via ZigBee ou Bluetooth para Personal Server e segundo via Internet (Existência de criptografia)

9 Visão e Escopo Página 6 RI-3: Dependência da arquitetura - Personal Server e Rede de Sensores RI-4: Rede de sensores com baixo alcance e baixo poder de processamento RI-5: Funcionalidades de leituras e medições em tempo real crítico RI-6: Indisponibilidade de comunicação dependendo da área de cobertura em que o paciente se encontrar RI-7: O Personal Server e os sensores trabalham utilizando baterias

10 Visão e Escopo Página 7 2. Visão da solução O sistema permite que pacientes possam obter um monitoramento constante cardíaco e dos níveis de glicose que tem impacto no Diabetes. Para o monitoramento em si são necessários os sensores (WBAN) e o Personal Server que permite a visualização dos dados coletados em tempo real. Os demais módulos como Servidor Central e Portal Web permitem aos médicos e enfermeiros um acompanhamento mais próximo do que está sendo coletado e um determinado momento no paciente. Os módulos do Servidor Central e Portal WEB são uma extensão da aplicação. A interação com o Portal WEB pode ser feita pelo paciente que visualizará seus dados de formas variadas, como níveis médios de glicose, a monitoração cardíaca, gráficos demonstrando níveis desejados, e o acompanhamento médico poderá ser administrado também por este portal Visão Em um determinado momento, se faz necessário a utilização de monitoramento de um paciente esteja ele internado, em acompanhamento para prognóstico médico, em monitoração de suas atividades físicas, ou até mesmo em sua casa. A utilização do Kit de monitoramento exige um conhecimento da instalação e configuração dos Sensores e da configuração do Personal Server. A integração deste Kit a um Servidor Central é feito configurando o endereço de IP e Porta de conexão ao Servidor, e habilitar o envio de dados, outros parâmetros deverão ser inseridos neste ponto, como Identificação do Paciente, médico e responsáveis na recepção de alertas e notificações. Os sensores são espalhados em pontos estratégicos do corpo do paciente de forma que possa obter a coleta dos sinais do paciente. Ao final da configuração, o botão de Iniciar monitoramento no Personal Server é acionado e primeiro, algumas coletas de calibração são realizadas e apresentados em tela e posteriormente as coletas começam a ser registradas. O Aplicativo no Personal Server fica o tempo todo em execução. Os sensores enviam os dados para o Personal Server por meio de um protocolo de troca de mensagens bem definido. Os dados recebidos no Personal Server são processados e visualizados no Aplicativo de gerenciamento de coleta. Os dados são apresentados ao Paciente no Personal Server de modo gráfico ou em formato numérico, quando os níveis ultrapassam os níveis tolerados para alguma medição, o Personal Server apresenta uma notificação. Quando dá integração do Personal Server ao Servidor Central, a troca de mensagens ocorre por meio de outro protocolo. Uma vez no Servidor Central, os dados somente serão visualizados por meio do acesso ao Portal Web que pode ser feito pelo Paciente, Médico ou Responsáveis. Todas as notificações serão enviadas aos envolvidos desde que configurados no Personal Server. As mesmas configurações são sincronizadas no Servidor Central por Paciente. O Kit de monitoramento coleta dados em um intervalo de tempo e a precisão é em tempo real critico e não critico dependendo da situação do paciente, desta maneira a possibilidade de uma eventual falha na coleta, outros sistemas devem ter capacidade de alertar os responsáveis sobre esta falha na coleta. O impacto de uma eventual falha de uma coleta deve ser mitigado de forma que mesmo que ocorra, haverá a garantia de que não comprometa a saúde do paciente. Pacientes que dependem de monitoração em tempo real crítico, podem ser pacientes em unidades de tratamento intensivo, e pacientes internados que de alguma maneira necessitam de monitoração constante e que o tempo de resposta é critico (Hard RTS Burns, 2001). Pacientes que dependem de monitoração em tempo real não crítico, são pacientes com um perfil de diagnósticos como monitoração de glicose para diabéticos com níveis controlados de diabetes, problemas cardíacos leves (Soft RTS Burns, 2001).

11 Visão e Escopo Página 8 Existe ainda a possibilidade de auto-ajuste nos tempos de monitoração, uma vez que um paciente pode sair de uma condição de monitoração de tempo real não crítico ao tempo de monitoração em tempo real crítico num tempo menor que o intervalo de monitoração, evitando assim que o paciente fique sem atendimento adequado Informações coletadas Os dados coletados são medições das taxas de níveis de glicose e níveis cardiovasculares. Cada coleta registrada pelo Sensor é carimbada com data e hora do evento (time-stamp). Por isso são necessários mensagens de sincronismo de data/hora no protocolo entre Personal Server, Servidor Central e os sensores da rede. Os dados freqüentemente podem ser enviados para o Personal Server caracterizando coleta de informações dos Sensores e disparo para o Personal Server, e isso ocorre para cada Evento em resposta ao estimulo externo ao sensor, como um pulso elétrico registrado no corpo do paciente. No entanto, na ocorrência de um evento, a coleta pela interface de transmissão (Zigbee ou Bluetooth) pode ocorrer em intervalos, episódico ou periódico ou de forma intermitente (Zigbee & IEEE, 2003). O Personal Server pode buscar as informações em cada Sensor respeitando um intervalo configurável. Em ambos os casos, por intervalo ou por evento se faz necessário uma Unidade de Armazenamento no Circuito elétrico para pelo menos uma medição. A definição e escolha da forma como os dados serão coletados por evento ou por intervalo não é parte deste documento, mas deve ser considerado no âmbito de definição de projeto. Uma vez que a coleta já foi registrada no Personal Server, ela não será imediatamente enviada para o Servidor Central, uma vez que o estado do paciente não seja critico e não há alterações dos níveis tolerados. Isso é feito para o melhor uso da banda de rede e os dados podem ser compactados antes do envio. No caso de uma eventual falha da coleta de um determinado sensor, nada é feito, e infelizmente aquela medição é perdida, somente as coletas realizadas com sucesso pelo Sensor são registradas. No entanto, quando dá ocorrência de falha em um Sensor, o Personal Server irá apurar um intervalo de tempo sem uma medição e poderá registrar uma notificação de atenção para o Paciente para aquele Sensor. Como os sensores possuem identificação e a coleta de dados é feita em todos os sensores, pode-se alternar a coleta para outro sensor. Isso permitirá que o próprio Paciente detecte problemas nos Sensores e haja o mínimo de redundância na coleta de medições. Caso haja qualquer falha no Personal Server, este por sua vez não irá mostrar qualquer tipo de evento ou notificação. Como os dados são pré-processados no dispositivo, o paciente deve ser orientado para que conduza a uma clinica especializada para a troca. Embora o Paciente possa não ter conhecimento da análise de medições de um Eletrocardiograma que serão visualizados no Personal Server, há níveis que geram notificações e os níveis de glicose e isso é o suficiente para Pacientes sem grandes conhecimentos. Para os níveis cardiovasculares a arquitetura definida em Milenkovic et Al., 2006 explica que o software implementado no nó do sensor é responsável em detectar os eventos em tempo real. Usando padrões definidos de detecção do comportamento das ondas ou eventos R-peak e eventos QRS-Complex que faz parte dos sinais detectados por um sensor Eletrocardiograma (ECG). Estes sinais são detectados por sensores de movimento que estão interligados a uma interface Zigbee ou Bluetooth. Em anexo a este documento há mais explicações sobre o funcionamento da detecção de um sinal de um Sensor ECG e o funcionamento de uma Rede Zigbee.

12 Visão e Escopo Página Protocolo de comunicação As mensagens enviadas aos sensores pelo Personal Server podem ser via Broadcast, propagação do sinal para todos os sensores, ou via Unicast, mensagem enviada de forma unívoca para um sensor. As mensagens podem ser síncronas ou assíncronas dependendo da operação a ser realizada. Na comunicação entre Personal Server e Sensores há um protocolo com mensagens de (baseado em Milenkovic et. Al, 2006): Configuração Calibração Inventário Sincronismo Medições Poderão existir novas mensagens no protocolo caso seja necessário. A mensagem de configuração ajusta as interfaces de comunicação no Sensor como: forma de operação, intervalos de tempo, tipo de sensor e localização do sensor. Enquanto que na mensagem de calibração, é necessária, para averiguar a resposta do sensor confere com níveis exatos, do contrário, um ajuste técnico deve ser realizado. A mensagem de inventário, será disparada para verificar quais sensores estão em operação, em uma eventual falha do sensor, seja por falha na comunicação com Zigbee ou Bluetooth ou por falha no sensor um alerta de atenção deverá ser registrado e o sistema deverá para casos de glicose e ECG dependendo do número de sensores disponibilizados efetuar a troca automática da coleta, de forma que o sensor com falha seja ignorado na coleta até que o problema seja solucionado. Mensagens de sincronismo permite envio de timestamps contidos no Personal Server para os sensores. A mensagem de medições executa uma operação de coleta dos últimos dados registrados na unidade de armazenamento no Sensor. Todas as mensagens acima poderão conter algum tipo de recurso para assegurar que os dados não serão violados Tipos de notificações Os dados estatísticos podem ser processados no lado do Personal Server como também no Servidor Central que apura outras informações e garante que os dados precisos dos níveis considerados para cada paciente disparando notificações de situação de Emergência, Urgência e Atenção. Para emergência, o paciente não depende de ser localizado, mas avisado via telefone, ou qualquer outro meio para que compareça a clinica o mais rápido possível, o medico é alertado embora ele deva ter a ciência da situação uma vez que ele mesmo efetua a leitura dos dados coletados. Quando em situação de atenção, o paciente não deve ser localizado, e somente avisado via ou SMS via celular. Em situação de urgência, o paciente deve ser localizado via GPS e uma ambulância deverá ser direcionada para o local onde o paciente possa ser atendido. O médico deverá receber além da Situação e do Tipo de notificação do paciente um índice que dentro dos limites pode mostrar a real situação do paciente, ou seja, se ele está na situação de Emergência migrando para a situação de Urgência, sendo assim o médico pode tomar as devidas providencias antecipando possíveis atendimentos.

13 Visão e Escopo Página 10 Em uma situação mais critica como Urgência o Personal Server pode realizar chamadas de forma automática para uma Central Médica que contenha os dados de rastreamento GPS do Paciente para o imediato envio de uma Ambulância para pronto-socorro do paciente. Tabela 1: Tipos de notificações Notificação Localizar paciente Ação Atenção Não Enviar mensagem de e SMS Emergência Não Enviar mensagem de , SMS e ligação telefônica Urgência Sim Localizar posição geográfica e enviar ambulância para o local Como forma de feedback, o sistema deverá receber uma confirmação que o paciente recebeu a notificação, caso contrário, o sistema notificará a pessoa responsável pelo paciente que foi previamente cadastrada no prontuário deste, evitando que um paciente seja notificado sobre determinada situação e não tome as devidas providencias, seja por falta de atenção ou por outro motivo, como, por exemplo: estar dormindo, estar desmaiado. Dessa maneira, constrói-se uma forma de comunicação em cascata que pode ser realimentada em qualquer que seja a situação do paciente. Figura 4: Comunicação de feedback e notificação aos envolvidos Portal Web O Portal Web permitirá acesso a todas as informações do Servidor Central, alem de oferecer meios de configurar o sistema alterando parâmetros. As funcionalidades devem seguir restrições de acesso categorizadas pelos principais Stakeholders do Sistema. O Portal Web é acessado via navegador comum e com isso deve oferecer compatibilidade com os principais navegadores utilizados atualmente no mercado. A administração do sistema é realizada via Portal Web, portanto a centralização de parâmetros e as configurações devem ser realizadas neste Portal. Configurações que estão no Personal Server deverão ser migradas para o Servidor Central e administradas via Portal. As configurações não são do Personal Server especificamente mas sim do Paciente, embora o Personal Server carregue algumas configurações de acesso, timeout e armazenamento. Os

14 Visão e Escopo Página 11 dispositivos externos a aplicação como Personal Server, outros servidores que não seja o Servidor Central irá sincronizar os dados e esta configuração é realizada também via Portal Web. A inclusão de pacientes poderá ser feita a partir de importação de dados de um outro sistema ou incluído manualmente por meio de uma interface que ofereça esta funcionalidade. O prontuário eletrônico é acessado via Portal Web mas pode ter uma integração com outro sistema. O sistema nesse caso deverá oferecer uma interface de comunicação, ou seja, um mecanismo de integração. As informações estatísticas de monitoramento são inseridas em uma entidade que é ligada ao prontuário médico do paciente. Relatórios do sistema poderão ser visualizados via Portal Web apesar de todas as informações serem apresentadas em tela e tem a garantia de impressão ser realizada do lado do navegador. Pode surgir a necessidade de relatórios específicos, como histórico do monitoramento de um paciente, por exemplo Principais características O sistema deverá de forma geral: PCG-1: Permitir a coleta de dados cardiovascular e glicose de um paciente via Rede de sensores (WBAN) PCG-2: Enviar para o Personal Server as coletas PCG-3: Enviar do Personal Server para um Servidor coletas já registradas no dispositivo PCG-4: Sincronizar configurações do Personal Server com o Servidor Central PCG-5: Processar informações e disparar o envio de notificações quando necessário PCG-6: No Personal Server e no Servidor Central realizar chamadas automáticas para um Centro médico quando da situação de Urgência repassando informações de localização geográfica PCG-7: Permitir toda a administração do sistema via Portal Web PCG-8: Permitir consultar dados dos usuários do Sistema via Portal Web PCG-9: Permitir visualizar dados estatísticos dos pacientes via Portal Web PCG-10: Permitir alterar intervalos de tempo de coleta no Personal Server e no Servidor Central via Portal Web PCG-11: Criar mecanismo de confirmação de notificações em situação de urgência no Personal Server (Feedback Notification) PCG-12: Criar mecanismo de rastreamento no Personal Server de forma que possa ser rastreado via Personal Server PCG-13: Administração de Prontuário Eletrônico via Portal Web PCG-14: Criar mecanismo de sincronização para mais de um Servidor Central O sistema deverá permitir ao paciente: PCP-1: Receber alertas e notificações sobre seus sinais monitorados PCP-2: Visualizar os dados estatísticos das medições atuais e anteriores PCP-3: Alterar intervalo de monitoração no Personal Server PCP-4: Acrescentar responsável via Personal Server ou Portal Web O sistema deverá permitir ao médico: PCM-1: Receber alertas e notificações por e em outros dispositivos PCM-2: Administrar prontuários eletrônicos de pacientes que estão sob sua supervisão

15 Visão e Escopo Página 12 PCM-3: Acrescentar pacientes à sua supervisão PCM-4: Administrar configurações do Portal WEB O sistema deverá permitir ao responsável: PCR-1: Receber alertas e notificações por e em outros dispositivos PCR-2: Visualizar os dados estatísticos das medições atuais e anteriores via Portal Web de algum paciente que esteja responsável O sistema deverá permitir ao enfermeiro: PCE-1: Administrar prontuários eletrônicos de pacientes que estão sob supervisão PCE-2: Acrescentar pacientes à supervisão de algum médico 2.3. Suposições e Dependências SU-1: Um usuário deverá efetuar a inclusão/alteração/exclusão de pacientes na base de dados. SU-2: Deverá existir um Administrador do sistema principalmente do Portal Web e das configurações do Servidor Central além de verificar os privilégios por usuário SU-3: Algum usuário deverá ter a habilidade em configurar a Rede de Sensores e o Personal Server DE-1: O Servidor Central depende de recursos de tolerância a falhas ou planos de contingência que garanta a estabilidade do sistema DE-2: Os dispositivos móveis dependem de conexão com a Internet para envio dos dados, neste caso há a necessidade de conexão via GPRS ou 3G DE-3: O sistema depende de constante conexão com a internet para envio e acesso dos dados. DE-4: O sistema necessita que os sensores sejam pré-configurados de forma que possa fazer a comunicação com os dispositivos identificados e definidos bem como toda a configuração de coleta e transmissão dos dados.

16 Visão e Escopo Página Escopo e Limitações 3.1. Escopo da versão inicial e subsequente Característica Versão 1 Versão 2 PCG-1 PCG-2 PCG-3 PCG-4 PCG-5 PCG-6 Parcialmente implementado PCG-7 PCG-8 PCG-9 PCG-10 PCG-11 PCG-12 PCG-13 PCG-14 PCP-1 PCP-2 PCP-3 PCP-4 PCM-1 PCM-2 PCM-3 PCM-4 PCR-1 PCR-2 PCE-1 PCE Limitações e Exclusões LE-1: O Sistema de Monitoramento remoto consiste em coletar os dados do pacientes através dos sensores pré-configurados, enviando estes dados a um servidor central por intermédio de diversos dispositivos de comunicação. Os dados serão processados e disponibilizados por esse servidor. LE-2: O sistema deverá ser utilizado estritamente no contexto de monitoração de Sinais cardíacos e glicose outros sinais não estão contemplados. LE-3: O Monitoramento dependerá da pré-configuração dos sensores, sendo necessária uma avaliação médica inicial;

17 Visão e Escopo Página 14 LE-4: O Monitoramento será configurado para comunicação com os sensores nos modelos definidos para acompanhamentos de Sistema Cardiovascular e Diabetes; LE-5: O sistema estará apto a operar os equipamentos para monitoração conforme parâmetros estabelecidos pelos médicos responsáveis. LE-6: O Objetivo do sistema é a monitoração remota e constante do paciente independente de sua localização geográfica. A prescrição final deverá ser feita pelo médico responsável. LE-7: O Kit de monitoramento não pode ser utilizado em atividades aquáticas

18 Visão e Escopo Página Contexto O sistema é destinado aos profissionais da área médica, contudo pode ser utilizado por pacientes com poucos conhecimentos na área de monitoramento, mas é recomendado o auxilio de um profissional. As informações inseridas no sistema é restrita aos pacientes que estão sendo monitorados e para os demais envolvidos há um controle das informações do paciente de forma que o paciente tenha consentimento de quem acessa seus dados Características dos stakeholders Stakeholder Valor Principal Ressalvas Interesse Restrições Médico Aumentar poder de prognóstico médico Enfermeiro Paciente Responsável Auxiliar de forma efetiva o médico. Monitorar os níveis em tempo real Aproximar-se do paciente Acha que os níveis podem não ajudar muito devido cada paciente ter comportamento e perfil Receptivo mas preocupado com a disciplina e comprometimento em realizar as tarefas de apoio ao médico Aparenta ceticismo e não deposita muita credibilidade nos dados Aumentar utilização da tecnologia para área médica Aproximação e melhoria da comunicação com o médico Não ter que se deslocar até a clinica para medir níveis de glicose e cardiovascular Pode não utilizar terminais para inserir informações e depender de assistente Treinamento Nem todos possuem conhecimento dos seus próprios níves. Exige treinamento em operar PDA s 4.2. Ambiente de Operação Há no mínimo três ambientes de operação: 1. O ambiente de coleta de medições no Paciente e pode primeiramente visualizar as medições coletadas. Por não depender de localização geográfica, o Kit de monitoramento acompanha o paciente onde ele estiver e achar conveniente o uso. 2. O ambiente de analise dos dados realizados por profissionais na área de saúde. Onde o Servidor Central poderá ser instalado juntamente com o Portal Web. Porém, o Servidor Central é acessado via Portal Web e isso é feito remotamente independente da localização geográfica.

19 Visão e Escopo Página Um misto de ambiente de coleta e de análise que poderá ser realizado em Academias de educação física, clinica de bem estar ou até mesmo na casa do paciente, desde que tenha acompanhamento de profissionais. Por se tratar de um sistema de monitoramento de pacientes com risco de vida, o servidor deverá possuir alta disponibilidade, evitando que danos possam ocorrer a saúde de um paciente. Os dados deverão ser protegidos evitando acessos indevidos, resguardando a privacidade dos pacientes.

20 Visão e Escopo Página 17 Anexos Sistema para monitoramento cardiovascular Finalidades da Monitoração Cardíaca: Observar a freqüência cardíaca; o ritmo cardíaco e o traçado eletrocardiográfico. Portanto, a monitoração serve para observar as arritmias cardíacas já existentes e prevenir que outras arritmias se instalem, assim como, determinar os efeitos de algumas medicações que o paciente esteja recebendo, como: digitálicos, antiarrítmicos e vasodilatadores, prevenindo possíveis complicações e ou corrigindo imediatamente a freqüência cardíaca (Grando, 2010). Funcionamento dos sensores, coleta dos sinais e codificação e apresentação: O sensor de eletrocardiograma (ECG) mede e registra a variação dos potenciais elétricos que se originam da atividade cardíaca por meio de sensores plugados no corpo do paciente (região cutânea). Algumas dessas funções são: Medir a pressão arterial e a freqüência cardíaca Avaliando distúrbios do ritmo cardíaco; Avaliar bloqueios cardíacos; Avaliar isquemia transitória (coronariopatia); Medir a Diminuição do fluxo de sangue arterial para determinada região do corpo, o que pode causar infarto; Avaliar resposta aos medicamentos; Avaliar o comportamento dos marcapassos e desfibriladores; Avaliar o comportamento do coração durante atividades físicas. A forma da onda de um Sensor Eletrocardiograma é influenciada pela etapa de ativação elétrica que consistem em P, Q, R, S e T como demonstra a figura 6: Figura 2: Ondas do sensor de eletrocardiograma Outros detalhe sobre o funcionamento das ondas e os impactos na análise pode ser encontrados no manual do Sensor ECG/EKG fornecido pela Science Cube sob o código KDS Veja detalhes na fonte KDS-1040 ECG/EKG.

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