UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ MARCOS EDUARDO DA SILVA SANTOS DIGA SAÚDE - UM SISTEMA DE APOIO A SERVIÇOS DE HOME CARE BASEADO NO MODELO BRASILEIRO DE TV DIGITAL FORTALEZA - CEARÁ 2011
MARCOS EDUARDO DA SILVA SANTOS DIGA SAÚDE - UM SISTEMA DE APOIO A SERVIÇOS DE HOME CARE BASEADO NO MODELO BRASILEIRO DE TV DIGITAL Dissertação apresentada no Curso de Mestrado Profissional em Computação Aplicada do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual do Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Computação Aplicada. Orientador: Antônio Mauro Barbosa de Oliveira FORTALEZA - CEARÁ 2011
C000p Santos, Marcos Eduardo da Silva. Diga Saúde - Um Sistema de apoio a serviços de Home Care Baseado no Modelo Brasileiro de TV Digital / Marcos Eduardo da Silva Santos. Fortaleza, 2011. 53 p.;il. Orientador: Prof. Dr. Antônio Mauro Barbosa de Oliveira Dissertação (Mestrado Profissional em Computação Aplicada) - Universidade Estadual do Ceará, Centro de Ciências e Tecnologia. 1. TV Digital 2. Middleware 3. Ginga 4. Atendimento Domociliar 5. Saúde I. Universidade Estadual do Ceará, Centro de Ciências e Tecnologia. CDD:000.0
MARCOS EDUARDO DA SILVA SANTOS DIGA SAÚDE - UM SISTEMA DE APOIO A SERVIÇOS DE HOME CARE BASEADO NO MODELO BRASILEIRO DE TV DIGITAL Aprovada em: 15/04/2011 Dissertação apresentada no Curso de Mestrado Profissional em Computação Aplicada do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual do Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre. BANCA EXAMINADORA Prof. Dr. Antônio Mauro Barbosa de Oliveira Universidade Estadual do Ceará UECE Orientador Prof. Dr. Marcos Negreiros Universidade Estadual do Ceará UECE Prof. Dra. Verônica Instituto Federal de Educação do Ceará IFCE
AGRADECIMENTOS Primeiramente agradeço a Deus, por ter concedido essa oportunidade. Em seguida ao meu orientador, Mauro Oliveira, pelo apoio e incentivo; meus professores do MPCOMP; meus pais; minha esposa, Valdriana; meus irmãos e demais familiares; e meus amigos companheiros de mestrado pela ajuda na produção deste trabalho.
A dream you dream alone is only a dream. A dream you dream together is reality. John Lennon
RESUMO O projeto DIGA GINGA destina-se a desenvolver aplicações para o GINGA, o middleware da TV Digital Brasileira. A idéia principal do projeto é, portanto, compartilhar a estrutura computacional do set-top-box, adicionando serviços para o cidadão em sua residência, tais como o monitoramento do ambiente físico (segurança residencial), o monitoramento pessoal (sinais vitais) e outras aplicações para automação residencial. Este estudo agrega ao GINGA um ambiente de aplicações para home care. Nele apresentaremos a implementação do protótipo Diga Doctor, o qual tem como premissa prover a monitoração e apoio às pessoas que se encontram em seu estado saudável, ou às portadoras de patologias, que requerem vigilância médica intensiva. Palavras-Chave: TV Digital. Middleware. Ginga. Atendimento Domociliar. Saúde.
ABSTRACT The project DIGA GINGA is intended to develop applications for GINGA, the Brazilian Digital TV middleware. The main idea of the project is, therefore, share the computational structure of the set-top box and adding services for the citizen at home, such as monitoring the physical environment (home security), personal monitoring (vital signs) and other applications for home automation. This study adds to the GINGA an application environment for home care. In it we present the prototype implementation Say Doctor, which has as a premise to provide monitoring and support to people who are in their healthy state, or the carriers of diseases that require intensive medical supervision. Keywords: Digital TV. Middleware. Ginga. Home Care. Health.
LISTA DE FIGURAS Figura 1 Figura ilustrativa do sistema desenvolvido............................... 20 Figura 2 Exemplo de produtos dedicados usados em Home Care................... 21 a Interface principal............................................... 21 b Monitoramento de bioinais......................................... 21 Figura 3 Philips Motiva........................................................ 23 a Paciente usando o sistema......................................... 23 b Paciente usando o sistema......................................... 23 c Provedores de cuidados de Saúde.................................... 23 d Exibição de Avisos............................................... 23 Figura 4 Visão Geral do Diga Saúde............................................ 24 Figura 5 Serviços do Diga Saúde............................................... 28 Figura 6 Requisitos Funcionais................................................. 30 Figura 7 Requisitos Não Funcionais............................................ 30 Figura 8 Modelo de Visualização de arquitetura 4+1.............................. 31 Figura 9 Arquitetura Física.................................................... 33 Figura 10 Arquitetura geral dos principais componentes sistema.................... 34 Figura 11 Arquitetura Lógica do Módulo WEB...................................... 34 Figura 12 Arquitetura Lógica do Módulo TV........................................ 36 Figura 13 Diagrama de Classes................................................... 38
Figura 14 Diagrama de Classes................................................... 39 Figura 15 Visualizador de Posologias de Receitas Médicas na TVi.................. 40
LISTA DE TABELAS
LISTA DE SIGLAS TVD TVDI AD SBTVD API TV Digital TV Digital Interativa Atenção Domiciliar Sistema Brasileiro de TV Digital Application Programming Interface
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO........................................................... 14 1.1 Tema................................................................. 14 1.2 Motivação............................................................ 15 1.3 Problematização....................................................... 17 1.4 Solução............................................................... 18 1.5 Metodologia.......................................................... 19 1.6 Organização da Dissertação............................................ 19 2 TRABALHOS RELACIONADOS.......................................... 20 2.1 MHPhomecare........................................................ 20 2.2 Philips Motiva......................................................... 22 3 ESTUDO DE CASO....................................................... 24 3.1 Introdução............................................................ 24 3.2 Cenários de Uso....................................................... 25 3.2.1 Primeiro acesso do módulo web........................................... 25 3.2.2 Primeiro acesso do Módulo TV........................................... 26 3.2.3 N-ésimo Acesso do Módulo TV........................................... 27 3.2.4 N-ésimo Acesso do Módulo Web.......................................... 27 3.3 Serviços do Diga Saúde................................................. 27 3.3.1 Monitoramento de sinais vitais............................................ 28 3.3.2 Acompanhamento de consumo de medicamentos na TV...................... 28 3.3.3 Exibição de Vídeos educacionais e motivacionais............................ 29 3.3.4 Requisitos do Sistema................................................... 30 3.3.5 Requisitos Funcionais................................................... 30 3.4 Requisitos Não Funcionais.............................................. 30 3.5 Arquitetura........................................................... 31 3.5.1 Visão Física........................................................... 31 3.5.2 Visão Lógica.......................................................... 33 3.5.2.1 Arquitetura Lógica do Módulo Web....................................... 34
3.5.2.2 Arquitetura Lógica do Módulo TV........................................ 36 3.5.2.3 Modelagem de Classes de Domínio........................................ 38 3.5.3 Visão de Execução...................................................... 38 3.5.4 Visão de implementação................................................. 38 3.6 Especificação.......................................................... 40 3.6.1 Casos de Uso.......................................................... 40 3.6.2 Diagrama de Classe..................................................... 40 4 CONCLUSÃO............................................................. 41 BIBLIOGRAFIA.......................................................... 43 APÊNDICE............................................................... 46 APÊNDICE A -- REQUISITOS LEVANTADOS PARA O SISTEMA................ 47 A.1 Requisitos Funcionais.................................................. 47 A.1.1 Requisitos não Funcionais............................................... 49 APÊNDICE B -- ETAPAS DO PROCESSO DE INTERNAÇÃO DOMICILIAR...... 50
14 1 INTRODUÇÃO 1.1 Tema A utilização da computação na área da saúde teve inicio, nos Estados Unidos, por volta da década de 50. A união dessas duas áreas, computação e saúde, vêm valorizando, ao longo dos anos, as ciências da saúde por meio da utilização de novas tecnologias criadas pelo homem a serviço do homem (BARRA et al., 2006). Costa (2001), no seu trabalho relacionado com o desenvolvimento e avaliação tecnológica de um sistema de prontuário eletrônico, declarou que o rápido crescimento da informática, motivado pelo surgimento dos microcomputadores, fomentou o aumento exponencial de aplicações na área de saúde, constituindo e firmando um novo campo da ciência: a Informática Médica ou Informática em Saúde. Esse novo campo da ciência foi definido por Blois e Shortliffe (1990) como "um campo de rápido desenvolvimento científico que lida com armazenamento, recuperação e uso da informação, dados e conhecimento biomédicos para a resolução de problemas e tomada de decisão". Atualmente, estamos vivenciando o surgimento de um novo cenário da informática em saúde. Este novo cenário faz uso de uma nova tecnologia, a TVD (TV Digital), para ajudar a melhorar a vida das pessoas. A TVD é uma nova tecnologia que vem substituindo a atual televisão analógica. É por meio dela que ocorre a geração e transmissão do sinal perfeito, hoje, recebidos em aparelhos de TVD de 48 cidades do país, que equivale a 40% da população brasileira 1 (BERBERT, 2010). Essa nova tecnologia é considerada um grande avanço tecnológico para os pesquisadores de todo o país e do mundo. Contudo, a grande novidade tecnológica da TVD não está apenas na exibição de imagens e sons de alta definição, o grande diferencial está na interatividade. Como o sinal da TV Digital é composto por dados em forma de dígitos binários (bits), ele passa a transmitir junto com essas imagens e sons, os aplicativos (softwares) para proporcionar a interação entre o telespectador, doravante denominado teleparticipador, e o programa assistido no televisor (BRACKMANN, 2010). Os dados podem ser, por exemplo, informações enviadas e recebidas por aplicativos interativos dos mais variados tipos, os quais podem ser classificados de acordo com o serviço oferecido, como: serviços de saúde, informação, comunicação, entretenimento, comerciais, governamentais, educacionais etc (MHP-KDB, 2006). No caso da saúde, os serviços podem ser do tipo T-Health ou T-Care. O primeiro cobre todos os serviços de informação, relacionados com a saúde e o bem-estar, entregues e executados na tela da TV. O segundo, objeto de estudo deste trabalho e uma variante especial de T-Health, abrange os serviços de comunicação que unem os pacientes a profissionais de saúde por meio de aplicações baseada em TVDI (TV Digital Interativa) para prestar serviços de 1 Informações relacionadas com dados pesquisados em 3 dezembro de 2010
15 Atenção Domiciliar (MHP-KDB, 2006). A Atenção Domiciliar (AD), também conhecido como home care ou cuidado domiciliar, é uma modalidade geral da atenção a saúde que, de acordo com Anvisa (2006), envolve ações de promoção à saúde, prevenção, tratamento de doenças e reabilitação desenvolvidas em domicílio. 1.2 Motivação Os cenários descritos, na seção 1.1, descrevem duas áreas inter-relacionadas que tem a finalidade de fazer uso da tecnologia para prover serviços de saúde a nossa sociedade, a TV Digital e a Atenção Domiciliar. Alguns trabalhos já estão sendo realizados e possuem relevância ao contexto do atendimento domiciliar de saúde em plataformas de TV Digital. O Philips Motiva e o MHPhomecare, por exemplo, são dois sistemas de T-Care criados nesse sentido. Contudo, nenhuma dessas soluções fazem uso de aplicativos interativos especificamente implementados para o Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD). O Philips Motiva, em um estudo realizado durante um ano, no hospital Trias i Pujol da Catalunha, na Espanha, demonstrou resultados positivos para os pacientes e profissionais integrantes do corpo clínico do hospital. De acordo com Deursen e Barrios (2010) os resultados do estudo demonstraram as vantagens que esse tipo de sistemas de telemedicina provoca, gerando, assim, um maior controle da doença e um atendimento mais rápido para os casos de urgência médica". Os 68 pacientes cardíacos, que fizeram parte do estudo, apresentaram uma significativa melhora na percepção da sua qualidade de vida e as hospitalizações por Infarto Cardíaco (IC) foram reduzidas em 68% durante o período da pesquisa (DEURSEN; BARRIOS, 2010). O movimento de Atenção Domiciliar de saúde surgiu nos Estados Unidos, em 1947, na era do pós-guerra. Neste período, várias enfermeiras uniram esforços e passaram a atender e cuidar dos pacientes em suas próprias residências. Somente na década de 1960 é que este movimento se tornou mais evidente e a idéia da AD começou a ser levada mais a sério (FALCÃO, 1999). A AD tem progredido muito, principalmente, no sentido da criação de uma regulamentação nacional, que possibilitou a geração normas e padrões técnicos que norteiam o mercado da prestação desse tipo de serviço (NEADSAUDE, 2011). Atualmente, já existem várias empresas e instituições, no mundo, que prestam o serviço de atendimento domiciliar aos mais variados perfis de paciente. De acordo com Lacerda (2011), no Brasil, por exemplo, existem 108 empresas, cadastradas junto ao Conselho Regional de Medicina, com 15 mil profissionais da área de saúde que atendem aproximadamente 30 mil pacientes por mês. Os serviços de atenção domiciliar abrangem ações de saúde, desenvolvidas por uma equipe multidisciplinar, que podem ser ofertadas a qualquer tipo de enfermo, sejam crianças, adultos ou idosos. Geralmente, os pacientes com problemas de locomoção que possuem mais dificuldade para ter acesso a um atendimento contínuo, em hospitais ou unidades de saúde, são os que mais necessitam do atendimento domiciliar de saúde. Ao implantá-lo, devem-se
16 priorizar grupos, com estado de saúde mais vulneráveis, que possuem uma série de características em comum, como: idade avançada, doenças crônicas e evolutivas, dependência física ou psíquica e outras (LOPES, 2003). Em uma pesquisa realizada, durante 12 meses de atividades, no Hospital São Francisco (HSF), em Ribeirão Preto, foi verificado que a primeira dessas características, idade avançada, é a mais identificada nos pacientes que fazem uso da AD. Dos 65 pacientes que fizeram parte da pesquisa, 73% tinham idade predominantemente acima dos 60 anos (FABRÍCIO; WEHBE; NASSUR; ANDRADE, 2004). A AD é uma atividade complexa que envolve parentes e profissionais integrantes da equipe multidisciplinar, como gestores, médicos, enfermeiro, auxiliar de enfermagem, agente comunitário de saúde, dentista recepcionista e outros, incumbidos das mais variadas atribuições. Entre as atribuições, existem algumas que passíveis de auxílio de instrumentos tecnológicos, como: o monitoramento contínuo de sinais vitais; a administração de medicamentos, conforme prescrição realizada pelo médico; e o apoio psicológico que incentive a prática de hábitos saudáveis (LOPES, 2003). No caso do apoio psicológico, podem ser utilizados vídeos e softwares para seleção e exibição de filmes motivacionais. A utilização desses vídeos é uma prática já utilizada em várias áreas do conhecimento. Na área da saúde, entre exemplos de sua utilização, temos os o Philips Motiva (EUA) e o Sistema para Campanha de Dengue (Brasil) proposta por Borges, Barbosa, Varella e Roesler (2008), que efetuou um estudo dos padrões de metadados utilizados em TV Digital, além do desenvolvimento e implementação de um estudo de caso de uma campanha sobre saúde, especificamente na prevenção da Dengue. Esses sistemas foram ambos apresentados como sistemas interativos de TV Digital. Porém, o Sistema para Campanha de Dengue não foi proposto para apoiar serviços de Atenção Domiciliar e o Philips Motiva não é adequado ao SBTVD. A administração de medicamentos é um serviço da Atenção Domiciliar atribuído a um cuidador, que pode ser um enfermeiro, um auxiliar de enfermagem ou, até mesmo, o próprio familiar do paciente. No Brasil, 70% dos idosos possuem pelo menos uma patologia crônica, ou seja, necessitam de tratamento medicamentoso e uso regular de medicamentos (SILVA, 2010). Porém, de acordo com Oliveira (2003), estudos demonstram que cerca de 40% a 75% dos idosos não tomam seus medicamentos nos horários e quantidades certas, ou seja, grande parte dos idosos, que necessitam de tratamento medicamentoso, não administram corretamente os seus medicamentos. Logo, pode-se concluir que a maioria deles necessitam de um auxílio para consumi-los, seja esse acompanhamento realizado por uma pessoa ou por um sistema tecnológico destinado a automatizar parte desse processo. Algumas experiências desse tipo automatização já foram registradas na literatura e no mercado. Porém, ambos sem fazer uso dos recursos de aplicativos interativos de TVD. É, portanto, um desafio, para área de home care, utilizar recursos computacionais que possam vir a apoiar esse tipo de serviço, o qual, conforme
17 já informado anteriormente, é prestado, em sua maioria, a pessoas idosas, público alvo da nossa proposta. Para realizar o monitoramento contínuo de sinais vitais, pressão arterial, pulso, respiração e temperatura (CARRARO, 2009), existe no mercado e na literatura (em faze de estudos, em desenvolvimento e já desenvolvidos) dispositivos (sensores) e sistemas para realizar esse monitoramento (DIGITAL TELEHEALTH, 2010; PHILIPS MOTIVA, 2010; ANGIUS et al, 2008). Porém, conforme descrito Angius et al (2008), a maior parte das tecnologias utilizadas em serviços de home care é baseada em um Personal Computer (PC) com ligação à Internet ou em dispositivos dedicados caros. O PC, em alguns casos, para alguns pacientes, como os idosos, dificulta a utilização da tecnologia e os dispositivos dedicados, conforme informado por Angius et al (2008), possui custos elevados. 1.3 Problematização Solução de problemas na área de saúde é, hoje, no Brasil, uma das grandes necessidades da nossa sociedade. Entre esse problemas existem hospitais superlotados, pacientes mal atendidos e sem diagnósticos definidos. Esses problemas, que se iniciam, em geral, na atenção primária 2 ao paciente, são evidenciados por alguns profissionais de saúde, os quais, por não disporem de exames complementares e imediatos, chegam, por exemplo, a tratar empiricamente os seus pacientes. Levando, assim, a comorbidades 3 que atingem um grande número de pessoas e acontece principalmente com os idosos (BITTENCOURT; HORTALE, 2009). De acordo com Estrella, Vianna e Bassan (2009) a comorbidade é uma característica da população idosa, com alta prevalência de doenças crônicas, como a hipertensão arterial e doenças articulares. Uma das medidas que podem ser tomadas para ajudar a diminuir ou solucionar esses problemas é, na atenção primária, fazer uso de mecanismos que priorizem a prevenção e a atenção continuada como forma de contribuir com a diminuição das comorbidades que atingem a nossa população, ou seja, atuar de maneira preventiva visando à garantia de boa saúde, a sua integralidade, postergando ou evitando as doenças e permitindo melhores condições de vida (SANTOS; ANDRADE, 2010). Isso, juntamente com um acompanhamento e um tratamento adequado e multidisciplinar podem ajudar a resolver problemas relacionados com a prevalência dessas das crônicas mencionadas. No nosso país, tem aumentado, em grande porcentagem, o número de pacientes com um alto grau de riscos para enfermidades citadas anteriormente. Não tratadas, os pacientes com essas enfermidades podem adquirir sequelas que os impedirão de levar uma vida normal, os quais, incapacitados de realizar tarefas do cotidiano, passam necessi- 2 Santos e Andrade (2010) definem a atenção primária como o primeiro cuidado com a saúde da pessoa, no sentido de sua promoção e proteção. 3 De acordo com Petribú (2001) O termo comorbidade é formado pelo prefixo latino cum, que significa contigüidade, correlação, companhia, e pela palavra morbidade, originada de morbus, que designa estado patológico ou doença. Assim, deve ser utilizado apenas para descrever a coexistência de transtornos ou doenças
18 tar da ajuda de terceiros (ODWYER; MATTA; PEPE, 2008). É neste cenário que evidenciamos a utilização dos serviços de Atenção Domiciliar que diminui o risco de infecções hospitalares, auxilia no melhor manejo terapêutico, reduzindo custos e contribuindo para um melhor prognóstico e estilo de vida do paciente (FABRÍCIO; WEHBE; NASSUR; ANDRADE, 2004). Apesar dessas vantagens e dos avanços já conseguidos nessa área, o processo de Atenção Domiciliar possui alguns problemas, os quais contribuem com o surgimento do seguinte questionamento: por que o home care não é utilizado em maior escala no Brasil? De acordo com Cândio (2010) existem algumas razões para isso. Entre elas constam: aspectos culturais e desinformação da população e dos profissionais de saúde, receio da família e da fonte pagadora, por não saberem com rapidez e clareza quem será o responsável pelos custos, bem como pela falta de agilidade durante a transferência do paciente, que tem que ser rápida e menos burocrática. Complementando essas razões, Figueiredo (2010) descreve que, no cenário da atenção domiciliar, são escassos os instrumentos de trabalho e conhecimentos aplicados de que os profissionais de saúde dispõem para agir na realidade encontrada. No contexto da nossa proposta, que aborda a questão da utilização da tenologia da informação para apoiar os serviços de AD, Figueiredo (2010, p. 22) descreve, ainda, que: as equipes de home care têm dificuldade na organização de seu processo de trabalho nessa modalidade de assistência em consequência, principalmente, do excesso da demanda e de poucas tecnologias adequadas que subsidiem a sistematização das ações. Tal fato tem contribuído para o aumento de complicações clínicas, hospitalizações e/ou reinternações dos pacientes. A tecnologia da informação é, neste sentido, um instrumento de trabalho que pode ser útil para subsidiar a sistematização das ações envolvidas na Atenção Domiciliar. Alguns sistemas, com finalidades comerciais, já foram implementado para apoiar a gestão do Home Care, como X(??) e Y(??). No âmbito dos serviços de T-Care, alguns trabalhos já mencionados anteriormente, também, foram desenvolvidos, o MHPhomecare e o Philips motiva. Contudo, nenhuma dessas soluções fazem uso de aplicativos interativos especificamente implementados para o SBTVD, diferencial da nossa proposta. 1.4 Solução Para auxiliar os serviços de Atenção Domiciliar, propomos, com este trabalho, a automatização de algumas atividades de home care por meio de um sistema, baseado em TV Digital Interativa (TVDi), denominado Diga Saúde (OLIVEIRA; SANTOS; CUNHA; BEZ- ERRA, 2009). Além da importância no contexto do home care, descrito anteriormente, há de se destacar a utilização da plataforma Ginga, middleware do modelo brasileiro de TV digital. A interatividade, característica maior do Ginga, agrega ao Diga Saúde uma particularidade única e bastante vantajosa ao sistema home care no Brasil.
19 Nesse contexto, o Diga Saúde apresenta-se como um sistema heterogêneo composto por dois módulos previstos para serem utilizados, por médicos e pacientes, para apoiar tecnologicamente parte do processo de sistematização das ações envolvidas na Atenção Domiciliar. O primeiro será concebido como um sistema web que fornece (ou recebe) dados do segundo módulo, um aplicativo de TVDi que será embarcado no Set Top Box (STB) conectado a TV do paciente. Suas principais funcionalidades são: acompanhamento de consumo de medicamentos na TV, consulta remota de sinais vitais de paciente e fornecimento de vídeos motivacionais. 1.5 Metodologia A metodologia adotada foi baseada em uma pesquisa aplicada, com uma abordagem exploratória, dividida em quatro etapas. Na primeira, foi realizado um levantamento bibliográfico que versa sobre serviços de saúde e aplicativos para TV Digital interativa, bem como foram realizadas reuniões e entrevistas com o pessoal envolvido com o projeto Ginga CDN. Na segunda, foi realizada a identificação de trabalhos relacionados e elaboração de um estudo comparativo entre os trabalhos relacionados com as áreas de interesse. Na terceira, foi realizada a especificação, arquitetura e tecnologias utilizadas no sistema. Na quarta, e última fase, realizada a implementação do estudo de caso. 1.6 Organização da Dissertação Este trabalho está dividido em 6 (Seis) capítulos. Após esta introdução, o Capítulo 2 (dois) apresenta o estado da arte de televisão digital e Atenção Domiciliar, procurando relacionar as duas áreas. Ainda neste capítulo, serão apresentados os trabalhos relacionados ao objeto de estudo desta dissertação. O Capítulo 3 (três) apresenta o Diga Saúde. Neste capítulo são apresentadas as funcionalidades, bem com especificação do sistema, contendo diagramas e modelo utilizados para facilitar o entendimento das partes que compões o sistema. O Capítulo 4 (quatro) aborda o desenvolvimento do sistema e discute os desafios da implementação do mesmo. É, neste capítulo, que são descritas definições dos frameworks, bibliotecas e padrões arquiteturais utilizados, bem como as justificativas que acercam a escolha das tecnologias e dos padrões. Os experimentos realizados a caracterizar a viabilidade do sistema Diga Saúde são apresentados no Capítulo 5 (cinco). Por fim, as conclusões e as sugestões para trabalhos futuros são discutidos no Capítulo 6 (seis).
20 2 TRABALHOS RELACIONADOS Este Capítulo apresenta trabalhos relacionados à utilização de aplicações interativas na área de saúde, ou seja, as que possuem maior relação com o objeto de estudo deste trabalho. 2.1 MHPhomecare O MHPhomecare é um sistema de atendimento domiciliar de tele-monitoramento de baixo custo e fácil de usar que pode ser utilizado pessoas não treinadas que poderão, com uma confirmação visual imediata, visualizar a qualidade do sinal que está sendo verificado. Para isso, foi desenvolvida um aplicativo de TVDI, também, baseado no middleware europeu MHP (Multimedia Home Platform), bidirecional, que pode ser enviada por uma emissora de DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial) no fluxo de transmissão broadcast e armazenados no STB do usuário, sem qualquer intervenção na casa do paciente (ANGIUS et al., 2008). Ele foi desenvolvido com base no pressuposto de que vale a pena incorporar essa característica em dispositivos eletrônicos. De acordo com Angius et al. (2008) esse sistema tem o objetivo de facilitar a abordagem dessa tecnologia, mesmo para pessoas não treinadas ou idosos mais acostumados com os equipamentos de entretenimento de TV em sua casa. O sistema, representado na Figura 1, baseia-se em três componentes tecnológicos: Um módulo de hardware de baixo custo para aquisição do paciente biosinais, chamado Base Station Uma televisão tradicional, com uma tomada SCART Um set-top box DVB-T com o slot de cartão inteligente, porta serial e saída de linha telefônica. Figura 1: Figura ilustrativa do sistema desenvolvido
21 O set-top box é normalmente conectado à TV em cores através do cabo SCART, mas também é capaz de se comunicar com a estação base através de um acoplador óptico acoplado à porta serial. O objetivo deste link é simples: permitir que a Base Station Management (que prevê também a interface por meio do set-top box controle remoto e tela de TV) de forma transparente através de um software similar a qualquer aplicação MHP interativo. A TV / sistema de set-top box que permite a redução drástica dos custos de Base Station, que não precisa de um processador complexos, com um sistema operacional para a interface do usuário, nem monitores, teclados, modem (para a transmissão dos exames para o controle remoto centro). A estação base pode ser limitada a um aparelho alimentado por bateria fornecendo apenas todos os recursos possíveis do exame ou um subconjunto delas, incluindo aí a possibilidade de integrar sensores externos comerciais. Uma vez que o papel limitado para a aquisição e transmissão de sinal através da ligação em série, a Estação Base é tão simples que pode ser totalmente gerenciado por um microcontrolador de baixo custo. Por uma questão de fato, todas as características da interface são gerenciados pelo set-top box (Fig. 2), por meio de uma aplicação (um Xlet, baseado em JavaTV) chamado MHPHomecare, Expressamente desenvolvidos no contexto deste trabalho de investigação. É baixado no set-top box através da radiodifusão de éter, de modo que ele pode ser facilmente atualizada, sem qualquer intervenção do lado do paciente. A linha telefônica (uplink) é usado para transmitir as provas adquiridas de forma transparente para o usuário, com um golpe de chave simples. Um sistema de autenticação e controle baseado em uma tecnologia de cartão inteligente permite a exploração da infra-estrutura de hardware mesmo por pacientes diferentes, permitindo assim o set-up de uma posição única em pequenos centros, lares, etc, sem qualquer duplicação de hardware. (a) Interface principal (b) Monitoramento de bioinais Figura 2: Exemplo de produtos dedicados usados em Home Care O protótipo experimental é a base em caixa TS7.4DT Telesystem set-top e uma demonstração da Estação Base, desenvolvido na EOLAB da Universidade de Cagliari, neste momento implementar um ECG simples de 1 de chumbo. Um servidor de playout carrossel (CreaTV), prevê a transmissão de difusão da nossa aplicação MHPHomecare. Uma imagem é mostrada na imagem a seguir. Tanto a Estação Base eo MHPHomecare são continuamente refinada para introduzir novas funcionalidades. Um servidor simples para receber os exames remotamente adquirida
22 foi também desenvolvido, em conjunto com um software de WinXP para a visualização dos traçados de ECG no hospital, incluindo filtros digitais para melhoria de sinal e algoritmos para determinar a frequência da lareira. Este trabalho foi desenvolvido com o professor Paolo Randaccio do Departamento de Física da Universidade de Cagliari, e parcialmente financiado pelo INFN no contexto do projecto e Cuidados Pessoais. 2.2 Philips Motiva Implementado e testado, nos Estados Unidos, em 2005, ele é um sistema interativo de saúde que une os pacientes, com doenças crônicas, a seus provedores de cuidados de saúde (médicos, enfermeiros e outros). Isso por meio do uso televisão, em casa, e uma conexão de internet banda larga. O sistema, implementado sobre plataforma do middleware europeu MHP (Multimedia Home Platform), além de monitorar os sinais vitais automatizados, faz com que os pacientes sejam apoiados por: Material educativo; Feedback de recurso sobre medições de sinais vitais; Mensagens motivacionais de cuidadores para ajudar a incentivar um estilo de vida saudável com dietas e exercício (MOTIVA, 2010). A Figura 3 ilustra e exemplifica dois cenários de utilização desse sistema. A Unidade Central (Figura 3b) é provedores de cuidados de saúde a possibilidade de acompanhar o paciente remotamente. O outro dispositivo, Unidade do Paciente (Figura 3a), pode ser usado para capturar e transmitir informações (sinais vitais, os sons do coração, eletrocardiograma) de saúde do paciente para Unidade Central. O Philips Motiva, em um estudo realizado durante um ano, no hospital Trias i Pujol da Catalunha, na Espanha, demonstrou resultados positivos para os pacientes e profissionais integrantes do corpo clínico do hospital. De acordo com Deursen e Barrios (2010) os resultados do estudo demonstraram as vantagens que esse tipo de sistemas de telemedicina provoca, gerando, assim, um maior controle da doença e um atendimento mais rápido para os casos de urgência médica". Os 68 pacientes cardíacos, que fizeram parte do estudo, apresentaram uma significativa melhora na percepção da sua qualidade de vida e as hospitalizações por Infarto Cardíaco (IC) foram reduzidas em 68% durante o período da pesquisa (DEURSEN; BARRIOS, 2010).
23 (a) Paciente usando o sistema (b) Paciente usando o sistema (c) Provedores de cuidados de Saúde (d) Exibição de Avisos Figura 3: Philips Motiva
24 3 ESTUDO DE CASO Este capítulo introduz o Diga Saúde, apresentando as funcionalidades e os múdulos que compõe o sistema, bem como é apresentado um cenário hipotético de utização de suas funcionalidades. A partir deste cenário são evidenciados os requisitos que serviram de base para definição da especificação, da arquitetura, dos principais desafios e das decisões de acercam o projeto do sistema. 3.1 Introdução O Diga Saúde é um sistema aberto de apoio a serviços de Cuidado Domiciliar de saúde. Ele está sendo concebido para ser totalmente integrado ao Ginga. O que faz do Diga Saúde um sistema pioneiro, pois ele usa esse recente e inovador middleware crido para o SBTVD instituído pelo Decreto 4901(CETIC.BR, 2009). Ele tem como objetivo fazer uso da tecnologia da informação para apoiar serviços de home care, como: administração de medicamentos, monitoramento de sinais vitais e apoio psicológico por meio da exibição de vídeos educacionais e motivacionais. O Diga Saúde apresenta-se como um sistema composto por dois módulos previstos para serem utilizados por pacientes, cuidadores e profissionais da equipe multidisciplinar de home care. Trata-se de uma ferramenta que pode vir a auxíliar os serviços prestados por profissionais de saúde que, no contexto do sistema, são responsáveis por acompanhar a evolução dos pacientes por meio da utilização ou adminstração do sistema. A Figura 4 ilustra a visão geral do Diga Saúde, exibindo os módulos do sistema que integrados tem como premissa apoiar os referidos serviços de home care. Figura 4: Visão Geral do Diga Saúde
25 Podemos observar, na Figura 4, que o primeiro módulo (DigaSaúde-Web) é um aplicativo, instalado em um servidor web, destinado a sincronizar (fornecer ou receber dados por meio de serviços web) com o segundo módulo (DigaSaúde-TV). Este segundo módulo é um aplicativo de TVDI previsto para ser embarcado no Set-Top Box (STB) conectado a televisor do paciente. O módulo web possibilita, aos profissionais integrantes da equipe de home care, o cadastro das informações adminstrativas envolvidas no processo e dos vídeos educacionais/motivacionais que serão disponibilizados para os pacientes que farão uso sistema, bem como possibilita o acompanhamento remoto do histórico de alguns dados tramistidos a partir do DigaSaúde-TV, como o histórico dos sinais vitais e do consumo de medicamentos. 3.2 Cenários de Uso O Diga Saúde é um sistema que atende aos interesses tanto do paciente (usuánorio final, teleparticipador), como de quem provê o serviço (profissionais de saúde e adminsitradores do sistema). Esta afirmação pode ser claramente atestada nos cenários de uso criados com base nas etapas do processo de Internação domiciliar descrito no Apendice??. 3.2.1 Primeiro acesso do módulo web Partindo do pressuposto de que alguns etapas do processo de internação domiciliar já foram cumpridas: o médico titular do paciente, mediante uma análise cuidadosa do caso, decidiu que o paciente pode receber os cuidados necessários em regime de home care; a fonte pagadora (Plano de Saúde, e/ou outra fonte) aprovou o pedido de transferência do paciente; a empresa de home care verificou que a situação do paciente é favorável à execução das tarefas de cuidar em domicílio; e realizou treinamentos relacionados com a educação dos interessados a respeito do processo a ser seguido. Temos o seguinte cenário de uso, para o primeiro acesso do sistema, o qual se inicia com o cadastramento dos primeiro dados ao módulo web do Diga Saúde, conforme descrito a seguir: "Um usuário (auxliar administrativo), integrante da equipe multidisciplinar da empresa de home care, acessa a página inicial do módulo web do Diga Saúde, por meio de um browser de sua preferência (2), digita o seu login e senha, e entra no sistema. Após entrar no sistema, o mesmo procura, em sua mesa, o documento contendo a justificativa de internação e a receita prescrita pelo Médico. Com esses documentos, em mãos, ele acessa a (3) página de cadastro de Médicos para cadastrar os dados do médico titular que escreveu a justificativa e a prescrição. Depois de cadastrar os dados do médico titular, ele (4) acessa a página de cadastro paciente e, em seguida, acessa a (5) página de cadastro de fonte pagadora. Despois de cadastradas essas informações, ele cadastra os dados da a justificativa e da prescrição, incluindo todos os recursos a serem utilizados em regime de home care. Realizados todos os cadastros, o usuário liga para o médico, paciente e familiares para informar que um e-mail
26 foi enviado pra os mesmos. Este e-mail contém a senha de acesso ao módulo TV do Diga saude, o login e senha de acesso ao módulo web e um link do tutorial, contendo dicas de utilizaçao do sistema. Após esse momento, os demais integrantes da equipe multidisciplinar são informados e autorizados a iniciar a estruturação de um ambiente propício aos cuidados. Promovendo, assim, a entrega e montagem de todos os recursos necessários para cumprir com o plano de cuidados: instalação do aplicativo na TV digital do Paciente, sincronização do aplicativo com o módulo web para obter os dados da prescrição médica, reslizaçao de treinamentos, entrega de medicamentos, instalação de equipamentos médicos duráveis e tudo mais que se fará necessário. Este trabalho é realizado em cooperação com o paciente, cuidador e familiares. 3.2.2 Primeiro acesso do Módulo TV Após finalizado toda a estruturação do ambiente propício aos cuidados do paciente, o atendimento inicia e o paciente passa a fazer uso de todos os recursos, humanos e tecnológicos, diponilibilizados para o seu cuidado. Entre os recursos tecnológicos, está disponível a aplicação interativa do Diga Saúde, a qual pode ser utilizada pelo paciente e pelos profissionais da equipe, coforme decrito no seguinte cenário de uso: "Passado alguns minutos, o cuidador do paciente sugere, ao paciente, que ele inicie o tratamento assistindo os vídeos motivacionais indicados para o perfil da sua doença. O telespectador (6) inicia a aplicação, que se estende por todo o vídeo, impedindo de assistir a programação normal de TV aberta. A aplicaçao aparece contendo uma tela inicial que exibe o horário do próximo medicamento a ser consumido e um botão que redireciona o usuário para a tela que contém os vídeos educacionais e motivacionais. Após clicar nesse botão, aparece em sua TV uma lista de videos e botões que possibilitam, a esse teleparticipador, a navegaçao entre os filmes. Escolhido o Filme o aplicativo exibe a sinopse e um botão para assistir o video. O usuário, então, pressiona o botão para assistir o video. Como o paciente sofre de ICC, o vídeo orienta o paciente a ter uma dieta pobre em sódio, logo são ensinadas duas receitas que necessiam de pouco sódio para serem realizadas. Contudo, antes de terminar o video, a seguinte mensagem aparece na tela "Aviso: tomar o medicamento!", aparece uma foto do medicamento, bem como informa a quatidade e a forma de consumo do mesmo, conforme prescrito pelo médico. Então, o paciente procura o medicamento, em sua caixa de farmácia, e o consome. Para liberar a tela, o usuário usuário pressiona o botão enter do seu controle remoto para informar que o medicamento foi consumido. Assim, a tela de aviso some e o video volta a passar normalmente. Passados, alguns minutos o vídeo termina e o paciente decide que quer ver a novela. No dia seguinte, a TV do paciente informa, às 9h da manhã, que o paciente precisa ter seu sinais vinais vitais monitorados. Sabendo dessa necessidade, o paciente chama o cuidador e informa que esse acompanhamento precisa ser realizado. O cuidador, então, da início ao processo. Ele pega os sensores e acopla ao corpo do pacente e inicia o monitoramento.
27 3.2.3 N-ésimo Acesso do Módulo TV Este é um cenário evolutivo, que apresenta hipoteticamente o módulo TV do Diga Saúde funcionaria após uso rotineiro: "O paciente mantém uma rotina semanal e utiliza o aparelho de televisão digital para assistur a novela, pois este é o programa de sua preferência. Durante a exibição da novela, outro aviso para tomar medicamento aparece, só que agora trata-se de um outro medicamento que também deve ser consumido. O paciente, novamente, procura o medicamento, em sua caixa de farmácia, e o consome. Após consumir o medicamento, ele o seleciona o botão assistir TV do aplicativo e volta a assistir sua novela. Finalizado esse acompanhamento, o cuidador sincroniza os dados (histórico de sinais vitais e medicamentos consumidos) com o servidor, conforme estabelecido no Plano de Atenção Domiciliar - PAD do paciente: "No horário e data estabelcida no PAD do paciente, o cuidador acessa a opção configuraçoes do aplicativo. Acessa a opção sincronizar, seleciona o botão enviar dados e, em seguida, pressiona o botão enter, do seu controle remoto, para finalizar e enviar os dados para o servidor. Pronto os dados são enviados para o servidor e passam a ficar disponível para o acesso do médico titular do paciente por meio do módulo web." 3.2.4 N-ésimo Acesso do Módulo Web Este, também, é um cenário evolutivo, que apresenta hipoteticamente a forma como módulo web do diga saúde funcionaria após uso rotineiro: "O médico titular do paciente, após receber o e-mail informando o seu usuário e senha, acessa a página inicial do módulo web do Diga Saúde, por meio de um browser de sua preferência, digita o seu login e senha e entra no sistema. Após entrar no sistema, ele inicia a analise da situação clínica do seu paciente. Primeiro ele acesso a funcionalidade de consulta de histórico de medicamentos e verifica que o paciente está consumido os medicamentos conforme o combinado. Depois ele analisa os dados dos sinais vitais verificados no paciente e ele constata que tudo está como o esperado. Estando tudo ok, ele sai do sistema. O sistema guarda no seu log todo o histórico de acesso realizado pelo médico." 3.3 Serviços do Diga Saúde O Diga Saúde faz uso da tecnologia da informação para melhorar a qualidade de vida das pessoas, no âmbito do seu lar, por meio de três serviços descritas nas seções 3.3.1, 3.3.2
28 e 3.3.3: Admisnitração de medicamentos, monitoramento de sinais vitais e apoio motivacional (ver Figura 5). Figura 5: Serviços do Diga Saúde 3.3.1 Monitoramento de sinais vitais Este serviço possibilita a integração de dispositivos para apoiar o serviço de monitoramento de sinais vitais de pacientes. Esta funcionalidade do Diga Saùde integra sensores e STB para realizar o acompanhamento de pacientes, incluídos na modalidade de internação domiciliar, que possuem um quadro clínico mais complexo e, portanto, necessitam de tecnologia especializada para realizar o monitoramento dos seus sinais vitais. Evitando, assim, o uso de dispositivos caros, bastantando apenas o paciente ter, em sua casa, um aparelho de TV Digital e sensores compatíveis com o sistema. 3.3.2 Acompanhamento de consumo de medicamentos na TV Este serviço possibilita a exibição de avisos, na TV, contendo informações sobre o consumo de medicamentos. Facilitando, assim, a vida de pacientes com problemas para tomar remédios prescritos em posologias de receitas médicas. De acordo com Marin (2008), a complexidade dos esquemas medicamentosos, juntamente com a falta de entendimento, esquecimento, diminuição da acuidade visual e destreza manual que ocorrem no idoso, contribui para que haja grande quantidade de erros na administração de medicamentos pelos idosos. Deste modo, vemos que esses erros somados a dificuldade de ler algumas receitas manuscritas dificultariam ainda mais esse processo de administração, fazem, portanto, dos idosos o público alvo deste serviço do Diga Daúde.
29 Logo, almejamos, com essa funcionalidade, ajudar a minimizar esses problemas e fazer com que os idosos tenham mais facilidade para realizar a tarefa de tomar os medicamentos certos na hora prescrita. Com isso, será possível, por meio de um aplicativo TVDI, avisar, na hora exata, o nome do remédio, a quantidade e o modo com o qual o medicamento será consumido pelo paciente. Eliminando, assim, a necessidade do paciente ler receitas manuscritas que, infelizmente, algumas vezes são praticamente impossíveis de serem lidas. Vários pacientes poderão fazer uso deste serviço, contudo acreditamos que os idosos serão os mais beneficiados por esse serviço. 3.3.3 Exibição de Vídeos educacionais e motivacionais Este serviço possibilita a geração de material educativo e motivacional, entregues como vídeos, contendo temas relevantes para as necessidades de saúde dos pacientes. Os vídeos educacionais tem como premissa incentivar esses pacientes a terem um estilo de vida mais saudável. Isso por meio de filmes de curta duração que os estimulem, por exemplo, a praticar exercícios físicos e a seguir dietas adequadas ao perfil da sua doença. Os vídeos motivacionais tem o objetivo de estimular os pacientes a terem uma vida agradável e bem-humorada. Está provado que pessoas bem-humoradas, de bem com a vida e que conseguem enxergar o lado bom das situações têm mais saúde e produzem mais substâncias químicas corporais que auxiliam no fortalecimento do sistema imunológico. Em um estudo realizado por Berk et al. (2001) foi verificado que: "a modulação neuroimunológica de 52 homens saudáveis, durante e depois de terem assistido a um vídeo de humor por uma hora. Os autores coletaram o sangue dos participantes para avaliar os indicadores imunológicos em quatro momentos: 10 minutos antes do início do filme, 30 minutos após ter começado o vídeo, 30 minutos após ter terminado e 12 horas após o término da intervenção. Os resultados apontaram um aumento na atividade das células assassinas naturais com vários efeitos nas imunoglobinas 12 horas após o início da intervenção, além do aumento de outras células. O estudo indicou que o riso e o bom humor podem ter efeitos benéficos sobre a saúde, recomendando esse tipo alternativo de terapia para a melhora do bem-estar e como coadjuvante do tratamento médico formal."(o impacto da atividade lúdica sobre o bem-estar de crianças hospitalizadas)". Deste modo, identificamos este serviço como uma terapia alteranativa que, assim como aconteceu no estudo realizado por Berk et al. (2001), pode contribuir com aumento de qualidade de vida dos pacientes de home care e, consequentemente, diminuir o tempo de sua internação domiciliar. Isso por meio da melhora do bem-estar como auxílio ao tratamento médico formal prestado ao paciente.
30 3.3.4 Requisitos do Sistema Os requisitos de um sistema são categorizados em dois tipos: Requisitos Funcionais (RF) e Requisitos Não Funcionais (RFN). Os RF tratam de funções ou serviços que o sistema deve fornecer, como o sistema deve se comportar a estradas e a determinadas situações. Os RFN dizem respeito aos requisitos de qualidade às restrições sobre os serviços ou funções do sistema (PRESSMAN, 2007). Nesta seção, são evidenciados os requisitos que foram especificados com base no cenário hipotético descrito na seção 3.2. 3.3.5 Requisitos Funcionais Esta seção ilustra, na Figura 6, a lista Requisitos Funcionais dos módulos que compõe o Diga Saúde. A lista mais detalhada, desses requisitos, pode ser visualizada no Apêndice A. Figura 6: Requisitos Funcionais 3.4 Requisitos Não Funcionais Esta seção ilustra, na Figura 7, a lista Requisitos Não Funcionais dois módulos que compões o Diga Saúde. A lista mais detalhada, desses requisitos, pode ser visualizada no Apêndice A. Figura 7: Requisitos Não Funcionais
31 3.5 Arquitetura Uma arquitetura de software, programa ou sistema computacional é a estrutura que abrange os seus componentes, as propriedades externamente visíveis desses componentes e as relações existentes entre os mesmos (PRESSMAN, 2007). Neste contexto, apresentamos, nesta seção, a arquiterura do Diga Saúde, a qual tem como objetivo elucidar as propriedades, os relacionamentos e os componentes desse sistema. Para isso, tomamos como base o modelo de visualização de arquitetura 4+1. Este modelo, definido por Kruchten (1995), é utilizado para descrever a arquitetura de um software por meio da elaboração de cinco visões (ver Figura 8), as quais abordam um conjunto específico de preocupações identificadas na arquitetura de um sistema. Figura 8: Modelo de Visualização de arquitetura 4+1 A visão lógica apresenta e descreve a modelagem dos elementos que compõe a arquitetura; a visão de execução descreve a simultaneidade da concepção e aspectos de sincronização; a visão física descreve o mapeamento do software para o hardware e reflete ambos em aspectos de distribuição do sistema; e a visão de desenvolvimento descreve a organização estática do software no ambiente de desenvolvimento. Os projetistas de software organizam a descrição das suas decisões de arquitetura em torno desses quatro pontos de vista e depois ilustra-os com alguns casos de uso, ou cenários, selecionados que constituem a quinta visão (KRUCHTEN, 1995). 3.5.1 Visão Física A arquitectura física do Diga Saúde possui dois principais pontos de interesse: os componentes de execução (software) e os componentes fisicos (hardwares) que compõe o sistema (KRUCHTEN, 1995). Estes dois pontos de interesse estão claramente associados entre si. Uma vez que os componentes de execução têm obrigatoriamente que estar distribuídos nos componentes de hardwares para serem executados e atenderem as necessidades dos usuários. O Diga
32 Saúde é um sistema composto por dois módulos de execução que serão utilizados por pacientes, cuidador e profissionais da equipe multidisciplinar para apoiar algumas atividades utilizadas nos serviços de home care: DigaSaúde-Web: Um sistema WEB idealizado para fornecer (ou receber) dados que serão utilizados pelo segundo módulo. Neste Módulo é realizado o cadastro de informações administrativas e de acompanhamento de pacientes envolvidos no processo de assistência domciailiar DigaSaúde-TV: Um aplicativo de TVDi (TV Digital Interativa) que será embarcado no Set-Top Box conectado a TV do paciente. Esse aplicativo tem o objetivo de apoiar alguns serviços envolvidos no cuidado domiciliar. Esses serviços são: apoio ao consumo de medicamentos, monitoramento de sinais vitais e apoio psicológico por meio da exibição de vídeos motivacionais e educacionais por meio da utilização de vídeos que ensinem o modo correto de tomar medicamentos, forma correta de praticar esrcícios e outros. Esses módulos são softwares integrados que possuem formas de operação independente. Possibilitando, assim, maior indepencencia de utilizaçao de ambos. A seção 3.2 exemplifica o cenário hipóteco de utilização desses módulos que, integrados, tem a premissa de apoiar os serviços descritos na seçao 3.3. Os módulos web e TV são dois módulos de execução que estão distribuído em dois componentes de hardware. O primeiro instalado no Set-Top Box (STB) e o segundo em servidor web. A Figura 9 ilustra a arquitetura Física do sistema. Nela podemos observar que a comunicação existente entre o browser e o servidor é estabelicida por meio de uma ligação física que faz uso direto do protocólo HTTP 1. Podemos observar, também, o uso de web service 2 na ligação física utilizada para estabelecer a comunicação entre o servidor web o aplicativo interativo. Outro ponto que pode ser observado é a questão dos usuários do sistema e os locais com os quais esses usuários acessam o mesmo. Entre os usuários existem os pacientes, os cuidadores e os profissionais integrantes da equipe de multidisciplinar. Os cuidadores e os pacientes fazem uso, em seu domícilio, do DigaSaúde-TV. O médico titular e qualquer outro profissional integrante da equipe multidiscplinar fazem uso do DigaSaúde-Web para administrar o sistema e acompanhar remotamente a situação do paciente. Por estar sobre a plataforma web, o DigaSaúde-Web pode ser acessado a partir de qualquer browser, instalado em qualquer computador com acesso a internet. Podendo, assim, 1 O HTTP (Hypertext Transfer Protocol) é um protocolo de comunicação (na camada de aplicação, segundo o Modelo OSI) utilizado em sistemas de informação de hipermedia distribuídos e colaborativos 2 web service, ou serviço web, é uma tecnologia de integração de sistemas, empregada principamenente em ambientes heterogênios, que permite às aplicações enviar e receber dados.
33 conforme ilustrado na Figura 9, ser usado no computador do hospital ou da empresa de home care, por exemplo. Figura 9: Arquitetura Física 3.5.2 Visão Lógica A visão lógica apresenta a estrutura e a organização funcional do sistema (KRUCHTEN, 1995). Esta estrutura e organização é apresentada, nesta seção, na forma de modelagens UML 3 utilizadas para representar os elementos que compõe o sistema. Neste sentido, com objetivo de explicar esses elementos que, integrados, compõe a Arquitetura Lógica 4 (AL) do Diga Saúde, ilustramos, na Figura 10, arquitetura geral dos principais componentes sistema. Descrevemos, também, nas subseçoes 3.5.2.1 e 3.5.2.2, os elementos que compõe a AL dos módulos DigaSaude-Web e DigaSaúde-TV, bem como apresentamos, na seção 3.5.2.3, a descrição e a modelagem de classes de domínio do Diga Saúde. O Diga Saúde é um sistema de três camadas, baseado no modelo cliente-servidor, organizado em componentes que se encontram distribuídos entre dispositivos clientes heterogênios, como computadores pessoais e televidores com STB s integrados/acoplados. A Figura 10 ilustra os quatro componentes gerais do Diga Saúde. Na primeira camada, identificamos dois desses componentes representados por dois aplicativos: um aplicativo web (DigaSaúde-Web) e de TVDI (DigaSaúde-TV). Juntos esses aplicativos, de forma assíncrona, fazem uso da mesma 3 UML (Unified Modeling Language) é linguagem mais utilizada em modelagens de sistemas 4 A arquitetura lógica tem a finalidadede de descrever a organização do software em pacotes, componentes e camadas modularizadas (LARMAN, 2007)
34 Figura 10: Arquitetura geral dos principais componentes sistema camada lógica de negócio, localizada na camada de intermediária de domínio da aplicação, a qual está diretamente dependente do quarto componente, ilustrado na última camada gestora de dados. 3.5.2.1 Arquitetura Lógica do Módulo Web A Arquitetura Lógica do DigaSaúde-Web tem a finalidadede de descrever a organização conceitual dos elementos desse módulo. A Figura 11 ilustra, por meio de uma modelagem baseada na utilização mista de pacotes e componentes, três camadas modularizadas (Visão, Domínio e Serviços Técnicos) e três componentes externos ao sistema (Browser, Banco de Dados e bliotecas ). Figura 11: Arquitetura Lógica do Módulo WEB
35 As camadas estão organizadas de modo que as mais altas solicitam serviços das mais baixas, mas não vice-versa. Observe que a solicitação de serviços das camadas mais altas paras as mais baixas são ilustradas por meio de linhas de dependência que indicam a existência de um acoplamento entre os pacotes (LARMAN, 2007). Essas camadas são ilustradas, na Figura 10, pelos pacotes: Visão: Possui pacotes utilizados no agrupamento das arquivos de interface com o usuário, como páginas web (html e jsp, por exemplo), imagens e arquivos Jasper (utilizado na geração de da prescrição médica em relatórios com no formato pdf). Domínio: Possui o agrupamento coeso de classes utilizadas na criação de objetos que representam os conceitos de domínio da aplicação. Essas classes satisfazem requisitos de negócio da aplicação e são agrupados nos subpacotes: SinaisVitaisMananger, PrescricaoMananger, VideosMananger e CuidadoDomiciliarMananger. O primeiro pacote agrupa as classes relacionadas com os sinais vitais obtidos a partir do DigaSaude- TV: Monitoramento e SinalVital. Segundo pacote agrupa as classes relacionadas com a prescrição de cuidado domiciliar do paciente, como: PrescricaoMedica, MedicoTitular, Paciente, Medicamento e Posologia. O terceiro agrupa as classes relacionadas com os vídeos motivacionais e educacionais: PerfilDoenca e VideoMotivacional. O último pacote agrupa as classe realcionadas com o gerenciamento do cuidado domiciliar: CuidadoDomiciliar, EmpresaHomeCare, FontePagadora, Hospital, Modalidade- DoCuidado, Cuidador, Usuario e TipoCuidador. O diagrama dessas classes encontra-se ilustradas na Figura 14 (ver seção 3.5.2.3). Serviços Técnicos: Possui pacotes que agrupam as classes utilizadas na criação de objetos de propósito geral. Nessa camada são encontradas três pacotes de uso geral. São eles: DSLogging, DSPersistence e DSCommunication. O pacote DSLogging possui classes utilizadas na criação de logs 5 de sistema. O pacote DSPersistence possui classes de acesso a serviços técnicos que fazem o interfaceamento com o componente de banco de dados. O pacote de possui classes que estabelecem a web service de comunicação entre os módulos, web e tv, do Diga Saúde. A Figura 11, também, ilustra a existência dos componentes, externos a arquitetura do sistema, que solicitam e ofertam serviços ao mesmo. Os componentes que solicitam os serviços são softwares (browser) clientes executados a partir de computdaores pessoais. Os componentes externos que ofertam serviços são softwares com o banco de dados e bibliotecas de terceiros utilizadas na implementação de serviços das camada de serviços técnicos do Diga Saúde. 5 Logs são arquivos gerados e utilizados para informar sobre algo que tenha ocorrido dentro do sistema. Há logs de aplicativos, de segurança e de sistema.
36 3.5.2.2 Arquitetura Lógica do Módulo TV Assim como Arquitetura Lógica do Módulo Web, apresentada na seção 3.5.2.1, descremos e ilustramos, nesta seção, a AL do DigaSaúde-TV. A AL do DigaSaúde-TV tem a finalidadede de descrever a organização conceitual dos elementos desse módulo. A Figura 11 ilustra, por meio de uma modelagem baseada na utilização mista de pacotes e componentes, três camadas modularizadas (Visão, Domínio e Serviços Técnicos) e três componentes externos ao sistema (Set-Top Box, web services, bilioteca). Figura 12: Arquitetura Lógica do Módulo TV Ao utilizar camadas no software, obtemos uma melhor organização, reduzimos o acoplamento, permitimos o reuso dos componentes para, assim, facilitar manutenibilidade do sistema. Logo, assim como no DigaSaúde-Web, as camadas deste módulo estão organizadas de modo que as mais altas solicitam serviços das mais baixas, mas não vice-versa, conforme sugerido por Larman (2007). Essas camadas são ilustradas, na Figura 10, pelos pacotes: Visão: Possui pacotes utilizados no agrupamento das classes java baseadas em Xlet e arquivos de interface com o usuário baseados na linguagem NCL-LUA. Esses pacotes possuem nomes que os remetem as tecnologias utilizadas na criação dessas classes/arquivos. Na Figura 10 são ilustradas, em um alto nível de abstração, dois pacotes dentro dessa camada. São eles: NclView e XletView. O primeiro representa o pacote destinado a agrupar os arquivos com extensão ncl. O segundo e o último pacote, respectivamente, representam os pacotes destinados a agrupar os arquivos e classes utilizados na construção da interface gráfica baseada em Java com Xlet.
37 Domínio: Possui o agrupamento coeso de classes Java e arquivos LUA utilizadas na criação de objetos que representam os conceitos de negócio da aplicação. Por exemplo, a classe Monitoramento. Essa classe satisfaz requisitos de negócio da aplicação, como verificar pressao arterial. Serviços Técnicos: Possui pacotes que agrupam as classes utilizadas na criação de objetos de propósito geral. Nessa camada são encontradas três pacotes de uso geral. São eles: TVCommunication, TVPersistence e AI3D. O Pacote TVCommunication possui classes e arquivos utilizados na comunicação com os web services do módulo web. Esses web services possibilitam a sincrinização de informações entre os dois módulos. Por exemplo, enviar dados coletados a partir de sonsores utilizados para monitorar os sinais vitais do sinais vitais do paciente. Esses web services possibilitam, também, a recuperação de informações das posologias contidas nas receitas médicas para que seja possível informar o nome e o horário do consumo de medicamentos contidos nas prescrições médicas cadastradas no módulo web. O segundio pacote, TVPersistence, agrupa as classes relacionadas com a persistência de arquivos na memória do STB. O último pacote, denominado AI3D, agrupa as clases e arquivos de acesso aos sensores por meio do acesso a API de Integração de Dispositivos do Diga Doctor (AI3D), proposta por Oliveira, Santos, Cunha e Bezerra (2009). A API AI3D especifica apenas um pacote, o br.uece.digadoctor.integration, cujas classes componentes serão detalhadas a seguir: Classe SensorsMananger: faz uso das funcionalidades, disponibilizadas em biblitecas específicas, para definir um objeto que abstrai as complexidades envolvidas na coleta de dados dos sensores. Classe StbMananger: define um objeto que deve administrar algumas características providas pela API Ginga-J como multimídia e interatividade, através do envio de dados pelo canal de retorno da Set-top-box. Classe DigaDoctorIntegration: define um objeto que deve integrar todas as funcionalidades definidas nas classe SensorsMananger e StbMananger. É a classe responsável por unir os recursos dos sensores com os recursos da TV Digital para prover os serviços de monitoramento de sinais vitais. Podemos observar, ainda, a existência de componentes, externos a arquitetura do sistema, que solicitam e ofertam serviços (web services e bibliotecas). Os componentes que solicitam os serviços são repreentados por softwares clientes executados a partir de aplicativos interativos embarcadasos nos Set-Top Box, que neste caso é próprio Diga Saúde TV. Os componentes ofertam serviços são a bibliotecas de terceiros utilizadas na implementação de recursos da camada de serviços técnicos do Diga Saúde. O pacote Ai3D, por exemplo, fará uso de bibliotecas utilizadas para traduzir os sinais dos sensores conectados ao paciente. O componente web service estabelece a comunicação entre os módulos do sistema.
38 3.5.2.3 Modelagem de Classes de Domínio O Modelo de Domínio é a representação visual das classes conceituais utilizadas na compreensão da informação que o sistema vai gerenciar. O Modelo de Domínio identifica os conceitos relacionados a requisitos do sistema e analisa a solução sob a perspectiva conceitual. É um artefato que representa o domínio do problema para o qual o sistema gera uma solução. Assim, com objetivo de exibir as classes que definem objetos mais relevantes ao domínio de negócios do Diga Saúde, apresentamos, nesta seção, a modelagem de domínio do Diga Sáude por meio do diagrama de classes ilustrado na Figura 14. Figura 13: Diagrama de Classes 3.5.3 Visão de Execução A arquitectura... 3.5.4 Visão de implementação A arquitectura...
Figura 14: Diagrama de Classes 39