Utilizando Dispositivos Móveis no Suporte ao Ensino de Medicina: Desafios e Propostas

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1 Utilizando Dispositivos Móveis no Suporte ao Ensino de Medicina: Desafios e Propostas Marcos Forte 1,2, Wanderley Lopes de Souza 1,3, Antonio Francisco do Prado 3 1 Programa de Pós-graduação em Informática em Saúde - Departamento de Informática em Saúde (DIS) Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) 2 Centro Universitário Fundação Santo André (CUFSA) 3 Grupo de Computação Ubíqua (GCU) - Departamento de Computação (DC) Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Resumo. INTRODUÇÃO. O uso de dispositivos móveis por profissionais e estudantes de medicina está se tornando comum. Entretanto algumas limitações, tais como a tela reduzida e a dificuldade para a digitação de texto, restringem o emprego desses dispositivos no acesso sem fio a recursos baseados na Web. OB- JETIVOS. Este artigo apresenta algumas propostas para contornar as atuais limitações dos dispositivos móveis, a fim de facilitar a sua utilização por estudantes de medicina. MÉTODOS. Este trabalho foi realizado com base numa revisão bibliográfica, relativa ao uso de dispositivos móveis no ensino de medicina, e na experiência dos autores na área de adaptação de conteúdo e serviços. RESULTADOS. Este artigo descreve alguns resultados preliminares referentes à adaptação de conteúdo de um portfólio eletrônico, a ser a- cessado via dispositivos móveis. CONCLUSÃO. Apesar dos dispositivos móveis possibilitarem o acesso à informação a qualquer hora e em qualquer lugar, estes não são empregados num vasto leque de domínios devido as suas limitações. O uso de tecnologias de adaptação de conteúdo e serviços, combinado ao uso de informações contextuais, pode facilitar a disseminação de dispositivos móveis no domínio da medicina, sobretudo nos cursos de medicina que empregam Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP). Palavras-chave. Educação Médica, ABP, Informática em Saúde, Computação Ubíqua, Adaptação de Conteúdo, Dispositivos Móveis. Abstract. TITLE. Using Mobile Devices for Supporting Medical Education: Challenges and Proposals. IN- TRODUCTION. The use of mobile devices by health care professionals and students is becoming common. However some limitations, such as the reduced screen size, and the difficulty in typing text, restrict the use of these devices for wireless access to Web-based resources. OBJECTIVES. This paper presents some proposals to minimize the current limitations of mobile devices in order to facilitate the use of such devices by medicine students. METHODS. This work was done based on a literature review about the use of mobile devices in medical education, and based on the authors expertise in the content and services adaptation field. RESULTS. This paper describes some preliminary results concerning the content adaptation of a electronic portfolio to be accessed by mobile devices. CONCLUSION. Despite the mobile devices allow the information access anywhere and anytime, they are not employed in a wide range of domains because of their limitations. The use of content and services adaptation technologies, combined with the use of context information, can facilitate the dissemination of mobile devices in the medicine domain, mainly in medicine courses that employ Problem Based Learning (PBL). Keywords: Medical Education, PBL, Medical Informatics, Ubiquitous Computing, Content Adaptation, Mobile devices. racionais, navegadores e linguagens de marcação, possam atender a esse mercado. Esse fato Introdução não está ligado à defasagem tecnológica de alguns dispositivos, e sim às várias combinações Nos últimos anos uma grande diversidade de dispositivos móveis (ex: Personal Digital Assistants- de capacidade, aplicação, e custo desses dispositivos. PDAs, smartphones, celulares), com capacidade de acessar a Web, foi desenvolvida. Esses dispositivos possuem diferentes capacidades de pro- Saúde (OMS) destacou a mobilidade como um Recentemente a Organização Mundial de cessamento, memória e principalmente diferentes fator essencial para ampliar o sucesso do uso de características de tela, incluindo tamanho, capacidade gráfica e número de cores. Além disso, dispositivos móveis permite a conexão de seus sistemas de informação em saúde [1]. O uso de podem acessar a Web por meio de redes sem fio usuários aos sistemas de saúde, proporcionando (ex: WiFi, GPRS, 3G), que geralmente disponibilizam uma largura de banda variável. produtividade [2]. a redução de custos e erros e o crescimento da O mercado de dispositivos móveis é caracterizado por uma grande diversidade de tecnolotudantes de medicina esbarra na baixa capacida- A adoção de dispositivos móveis pelos esgias de hardware e software. Essa diversidade de de processamento e memória, na limitação da impede que tecnologias únicas, de sistemas ope- 1

2 fonte de energia, na dificuldade de entrada de dados e no tamanho de tela reduzido [3]. Apesar dos avanços na tecnologia de dispositivos móveis, as restrições de interface precisam ser tratadas de modo a maximizar o valor desses dispositivos na área médica [4]. O objetivo deste estudo é avaliar os motivos que levam a um baixo aproveitamento das potencialidades dos dispositivos móveis, na área de ensino de medicina, e propor soluções para reverter esse quadro. Mercado Dentre os vários tipos de dispositivos móveis os celulares são os que possuem maior penetração de mercado, enquanto que os smartphones, convergência de celular com PDA, são os que apresentam maior crescimento percentual. Segundo o International Data Corporation (IDC), em 2008 serão vendidos 8,5 milhões de PDAs contra 130 milhões de smartphones, sendo que estes últimos deverão absorver o restante do mercado de PDAs nos próximos 3 anos [5]. Além dos PDAs os celulares estão integrando gradativamente funcionalidades de vários dispositivos eletrônicos. A Figura 1 ilustra essa convergência. Figura 1 Convergência para celular. Fonte: Ericsson O Brasil, segundo dados divulgados pela Anatel, terminou fevereiro de 2008 com 124,1 milhões de celulares e uma densidade de 65,09 celulares para cada 100 habitantes e a previsão para 2018 é de um celular por habitante. E o mercado de Smartphones deverá atingir 800 mil usuários até o final de 2008, segundo estimativas da Vivo, apoiadas em números do mercado. A partir dos dados apresentados na Tabela 1, pode-se observar as tendências mundiais de crescimento do mercado de celulares e dos avanços tecnológicos desse mercado, que possibilitam novas facilidades e formas no uso desses dispositivos [2]. Além disso, novas categorias de dispositivos móveis estão surgindo, tais como Mobile Internet Devices (MIDs) e Ultra Mobile PCs (UMPCs) [6], que oferecem maior capacidade de processamento, displays maiores e uma interface mais amigável embora ainda restrita. Dentre as novas funcionalidades, que estão sendo integradas, está o Global Positioning System (GPS), que possibilita a disponibilização de serviços baseados na localização. No segmento de redes de comunicação de dados, novas tecnologias, tais como o Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) e as redes celulares de terceira geração (3G), já estão sendo disponibilizadas comercialmente, possibilitando uma maior velocidade na transmissão de dados a um menor custo (estimado) Penetração Mundial 5% 55% 96% % de faturam. com serviços de dados Principais aplicações 2018 (estimado) 4% 19% 40% SMS WEB, SMS, vídeo, musica, empresarial Redes 1G e 2G 2.5G e 3G 5G e 6G Penetração 3G+ 0% 18% 90% Velocidade de transmissão < 50kbps < 2Mbps < 1Gbps Custo médio $200 $130 < $20 Penetração Smartphones < 1% 10% 40% Tempo médio de bateria 2 horas 2,5 horas 24 horas Tabela 1 Evolução de dispositivos móveis Fonte: ITU, Chetan Sharma Consulting Adaptação de Conteúdo A diversidade de dispositivos móveis gerou um grande desafio para o acesso a conteúdo baseado na Web: como adequar um mesmo conteúdo a diferentes tipos de usuário, que possuem suas próprias preferências, e ser apresentado em dispositivos móveis compostos por uma grande diversidade de características funcionais? Para resolver esse problema várias pesquisas estão sendo realizadas na área de adaptação de conteúdo. A adaptação de conteúdo permite a um ú- nico conteúdo original ser convertido para um grande número de formatos, que sejam compatíveis com o contexto de entrega. Segundo o Word Wide Web Consortium (W3C), o termo contexto de entrega refere-se a um conjunto de atributos que caracteriza as capacidades do dispositivo de acesso, as preferências do usuário e outros aspectos do contexto que envolva a entrega de um conteúdo Web. [7]. A Figura 2 ilustra alguns elementos do contexto de entrega. Figura 2 Fragmento de um contexto de entrega 2

3 Essa adaptação pode ser uma transformação, onde a linguagem de marcação é adaptada, e/ou uma transcodificação, onde imagens são convertidas ou redimensionadas. A adaptação de serviços está relacionada às restrições de capacidade de processamento e memória, presentes na maioria dos dispositivos móveis, que impede a execução de vários tipos de aplicativos localmente. Aplicações, tais como anti-vírus, filtragem de conteúdo e tradução de idiomas, podem ser executadas em servidores de adaptação externos, estendendo os benefícios das mesmas aos dispositivos móveis. Adaptações podem ser simples, como realizar pequenas alterações na linguagem de marcação para contornar pequenas diferenças entre navegadores, ou podem ser complexas, como mover um conteúdo de uma modalidade (e.g., texto) para outra (e.g., voz sintetizada). A questão central na área de adaptação de conteúdo e serviços é definir, a partir do contexto de entrega, quais serviços de adaptação serão necessários, em que servidores serão executados e a ordem de execução. Essa definição é realizada pela política de adaptação, a qual é composta pelas regras de adaptação e perfis. As regras de adaptação indicam as condições que devem ser atendidas para que as ações correspondentes a uma determinada adaptação sejam executadas. Os perfis descrevem o contexto de entrega e, visando a eficácia da política de adaptação, estes devem conter as seguintes informações: características e capacidades dos dispositivos de acesso; dados pessoais e preferências dos usuários; condições da rede de comunicação; características dos conteúdos requisitados; resoluções contratuais entre o provedor de serviços e o usuário final. A adaptação pode ser executada em três locais distintos: no servidor de conteúdo, no dispositivo de acesso e nos sistemas intermediários (ex.: proxy). O conteúdo final adaptado pode ser o resultado de uma composição de adaptações aplicadas em diferentes locais. Ensino de Medicina O ensino de medicina tem características particulares, pois além de transmitir conceitos deve estimular o raciocínio, a integração de conhecimento e a associação entre problemas e condutas. Entretanto, os métodos educacionais tradicionais não atendem tais características, uma vez que os estudantes tendem a simplesmente copiar o raciocínio de especialistas [8]. Para solucionar essa limitação, novas metodologias educacionais estão sendo aplicadas ao ensino de medicina, dentre as quais destaca-se o Problem-Based Learning (P- BL) [9]. No Brasil vários cursos já empregam processos de ensino-aprendizagem centrados em PBL, dentre os quais o Curso de Medicina da U- niversidade Federal de São Carlos (UFSCar) [10]. Uma ferramenta muito usada no PBL é o Portfólio Reflexivo (PR), uma coleção de trabalhos realizados pelo estudante que possibilita a- companhar o seu desenvolvimento e permite analisar, avaliar, executar e apresentar as produções resultantes das atividades realizadas num determinado período. De acordo com Wiedmer [11], o efeito positivo do uso de um portfólio inclui um forte senso de responsabilidade do estudante pelo seu aprendizado, já que este é motivado a registrar seus resultados e atingir as metas do processo de ensino-aprendizagem. Visando substituir o papel, tradicionalmente empregado em PRs, e criar uma ferramenta direcionada às atividades do Curso de Medicina da UFSCar, o Grupo de Computação Ubíqua (GCU) do Departamento de Computação (DC) da UFS- Car desenvolveu o Portfólio Reflexivo Eletrônico (PRE) [12]. Essa ferramenta foi construída para ser acessada via desktops e laptops. O uso de dispositivos móveis possibilita aos estudantes terem acesso imediato a conhecimentos remotamente e registrem suas experiências clínicas em uma grande variedade de mídias (ex.: texto, áudio e imagens) [4]. Em relação ao PRE, permitiria que este pudesse ser acessado em atividades que ocorrem fora do campus da universidade (e.g., visitas domiciliares). Uma das vantagens, de introduzir novas tecnologias no ambiente de ensino, é que geralmente os estudantes adaptam-se com facilidade às mesmas, pois cresceram na era digital. Ainda assim as aplicações móveis devem ser embutidas no fluxo de trabalho diário do estudante de um modo atrativo [13]. Além disso, as funcionalidades são diferentes em desktops e dispositivos móveis, o que torna a pesquisa em adaptação de conteúdo e serviços relevante. Por exemplo, para o desenvolvimento de um PRE ubíquo, que possa ser acessado a qualquer hora, de qualquer lugar e usando qualquer tipo de dispositivo, é necessário adaptá-lo em função do contexto de entrega. Métodos Inicialmente foi realizada uma pesquisa bibliográfica, para o levantamento da fundamentação teórica e do estado da arte no uso de dispositivos móveis para o ensino de medicina. Também procurou-se investigar os fatores de resistência ao uso de dispositivos móveis pelos estudantes. Às informações obtidas somaram-se as experiências dos autores na área de adaptação de conteúdo. A partir dessas pesquisas descobriu-se que, apesar do crescimento do número de profissionais e estudantes de saúde que usam dispositivos móveis, o seu emprego está concentrado em aplicativos locais, tais como referências de drogas e diagnósticos [4]. Ainda é pequena a utilização de dispositivos móveis para o acesso a recursos baseados na Web [14], como por exemplo, portfólios eletrônicos. 3

4 Entre os fatores de resistência ao uso de dispositivos móveis, os mais citados foram: Dificuldade de inserção de texto. Em média se gasta 3 vezes mais tempo do que o digitado em um teclado de mesa [15]. Esse fato faz com que aplicações, que demandem um volume maior de digitação, tenham uma menor adoção pelos usuários. O pequeno tamanho da tela, que dificulta a visualização. O medo de desenvolver uma absoluta dependência desses dispositivos, que podem falhar catastroficamente ou serem facilmente perdidos [16]. Os custos da comunicação móvel, combinada com a baixa largura de banda, alta latência e disponibilidade reduzida. A partir das informações obtidas foi desenvolvido um protótipo inicial para prover acesso ao PRE, via dispositivos móveis, visando o seu uso nas atividades da Unidade Educacional de Prática Profissional (UEPP) do Curso de Medicina da UFSCAR [10]. Nessas atividades os estudantes acompanham um certo número de famílias do Programa de Saúde da Família (PSF). Para atender às necessidades de adaptação é proposta a arquitetura, ilustrada na Figura 3, contendo os seguintes itens: o PRE; os sistemas legados pertencentes às Unidades de Saúde da Família (USFs), onde são armazenadas as bases de dados do PSF; o Extended Internet Content Adaptation Framework (EICAF) [17] que integra o Proxy e os Servidores de Adaptação; e os dispositivos móveis utilizados pelos estudantes. O PRE é uma aplicação Web, projetada para clientes desktop que possuam uma resolução mínima de 800x600. Para possibilitar o acesso às páginas Web do PRE via diversos tipos de dispositivos, será empregado o EICAF, a fim de permitir que a adaptação de conteúdo e serviços seja realizada em servidores dedicados. Com o objetivo de disponibilizar uma plataforma flexível e aderente a padrões, optou-se pela utilização de Serviços Web Semânticos [18], que integram o uso de ontologias, para a descrição, busca e composição dos serviços de adaptação, e Serviços Web, que facilitam o desenvolvimento e a implementação de novos servidores. Visto que este trabalho será aplicado na Saúde, o EICAF original sofrerá alterações para adequar-se às regras do setor. Como guia será usado o Manual de Certificação para Sistemas de Registro Eletrônico em Saúde [19], que normatiza os requisitos necessários para sistemas em medicina. Além da criptografia na transmissão e armazenamento dos dados, existem alguns requisitos relacionados à conectividade do usuário. Como não se pode garantir que o estudante sempre tenha acesso a alguma rede de comunicação sem fio, deve-se prover pelo menos a visualização do histórico da família atendida e o registro de novas informações para futura sincronização. Para disponibilizar essa funcionalidade está sendo desenvolvido um módulo cliente, u- sando a linguagem Java ME, que será executado no dispositivo móvel. Esse módulo irá armazenar as informações usadas na memória do dispositivo e irá sincronizar as alterações quando o acesso remoto retornar. A Figura 4 ilustra um esboço desse módulo onde o Proxy interno, caso perceba que não há rede de comunicação disponível no local, irá enviar informações do cache local para o navegador e as alterações realizadas serão armazenadas nesse cache para posterior sincronização com o servidor remoto. Figura 3 Arquitetura proposta Figura 4 Módulo Cliente Outra alteração a ser realizada no EICAF, o qual já emprega ontologias para a descrição das regras e perfis de adaptação, é o uso da Delivery Context Ontology [20], por ser mais abrangente do que as definidas pelo proponente em Essa alteração também tem por objetivo aumentar a interoperabilidade da solução proposta com outras aplicações. Todo o desenvolvimento será baseado em componentes, facilitando assim a extensibilidade e a inclusão de novas funcionalidades, tais como captura de novas características de contexto e comunicação com sistemas das USFs. Além disso, nesse projeto deverá ser adotado apenas software livre de código aberto. Dentre os fatores que levaram a essa decisão destacam-se: é a abordagem mais adotada na Computação Móvel; o código aberto facilita a sua customização; favorece a interoperabilidade por estar geralmente associado a padrões; baixo custo [21]. Numa segunda fase haverá coleta de dados baseada em técnicas etnográficas de obser- 4

5 vação e entrevista. As observações ocorrerão durante os atendimentos dos estudantes às famílias do PSF. Deverão ser observados pelo menos cinco atendimentos, realizados por diferentes a- lunos escolhidos aleatoriamente. Após a análise dessas observações e a síntese dos elementos importantes, serão realizadas entrevistas semiestruturadas a fim de complementar os dados observados. Essas informações permitirão compreender como os estudantes registram e usam os dados coletados durante o atendimento às famílias. Essa compreensão proporcionará a introdução de melhorias na arquitetura proposta. Resultados Preliminares A implementação do protótipo da arquitetura proposta está em sua fase inicial e por esse motivo ainda não foi disponibilizada aos estudantes. No atual estágio já é possível visualizar um documento do PRE no dispositivo móvel, conforme ilustra a Figura 5. Figura 5 PRE Desktop e PRE Móvel Discussão e Conclusões O uso de dispositivos móveis está crescendos rapidamente, impulsionado pelos seguintes fatores: a convergência da telefonia celular e PDAs; a maior disponibilidade de dispositivos móveis; a redução no custo desses dispositivos; o aumento da velocidade das redes de transmissão de dados sem fio; e uma maior disponibilidade de conteúdo e serviços para esses dispositivos na Internet. De acordo com o National Physician Survey, realizado em 2007 no Canadá, 73,4% dos médicos residentes utilizam PDAs [22]. A grande diversidade de dispositivos móveis, com diferentes funcionalidades, sistemas operacionais, e operadoras, dificulta o desenvolvimento de aplicações locais executadas nos dispositivos, pois a aplicação fica restrita apenas aos dispositivos compatíveis. Assim sendo, o custo do desenvolvimento de versões para cada tipo de dispositivo torna-se impraticável. Uma solução que ganha cada vez mais adeptos e suporte para os dispositivos móveis é o acesso a aplicações Web via navegadores. Desse modo a aplicação fica instalada em um servidor Web, facilitando a sua atualização, o compartilhamento de dados e não necessita ser instalada no dispositivo móvel. Além disso, a combinação de dispositivos móveis e tecnologias da Internet possibilitam a execução de tarefas mais complexas e o acesso praticamente ilimitado a informações médicas [4]. Entretanto ainda restam alguns desafios no acesso a Web via dispositivos móveis: o tamanho pequeno e variável das telas dos dispositivos; a disponibilidade, às vezes reduzida, das redes de dados; e a dificuldade na entrada de dados. Para o problema da tela a solução mais empregada é a adaptação de conteúdo, a qual permite ao usuário visualizar uma certa página adequadamente. A replicação e a sincronização são muito importantes em ambientes móveis, sendo que dispositivos desconectados ou conectados de forma precária devem trabalhar primariamente com recursos locais. Os custos da comunicação móvel, combinada à baixa largura de banda, à alta latência e à disponibilidade reduzida, determinam que dados importantes também sejam armazenados localmente no dispositivo móvel. Facilitar a entrada de dados continua sendo um grande desafio. Os teclados QWERTY reduzidos, reconhecimento de escrita, telas touchscreen e técnicas preditivas auxiliam, mas estão aquém do desejado pelos usuários. Na área de ensino da medicina, onde é usual o emprego de portfólios, esse desafio é ressaltado, pois é comum o uso de texto livre e em quantidade considerável. Uma das abordagens adotadas, para facilitar a entrada de dados, é o uso de informações de contexto, tais como localização do usuário, papel do usuário e procedimento que está sendo executado. Essas informações, além de auxiliar no processo de adaptação, podem reduzir o número de interações necessárias para se obter uma determinada informação, ou facilitar a inserção de novas informações, amenizando as restrições de interface de entrada. Outra abordagem é o uso de voz para entrada de dados e o emprego de sistemas de transcrição computadorizados. A conversão de voz para texto também é uma adaptação e pode ser introduzida na arquitetura proposta. Essa a- bordagem pode ser usada conjuntamente com a informação de contexto. Finalmente, a solução proposta, ainda em desenvolvimento, visa minimizar as restrições de interface, a fim de maximizar o valor desses dispositivos no suporte ao ensino de Medicina. Referências [1] Delhi GAVI Board Meetings. Opportunities for global health initiatives in the health system action agenda.a.5 GHIs and health systems pp. 16.Available from: resour ces/17brd_5_healthsystemsghis_6dec20 05.pdf [2] Sharma C. Mobile Services Evolution Chetan Sharma Consulting Available 5

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