Cen´ario residencial - Testes da plataforma

5.3 Testes da plataforma

5.3.1 Cen´ario residencial

Para testar o funcionamento da plataforma de monitoriza¸cão de um indiv´ıduo num ambiente residencial, a aplica¸cão foi executada num per´ıodo de 24 horas. Durante esse per´ıodo de tempo permitiu monitorizar tanto os parâmetros fisiológicos de um indiv´ıduo como também parâmetros ambientais. O sistema foi montado com sete sensores distintos a funcionar em simultâneo, no caso de sensores fisiológicos utilizou- -se o de electrocardiograma, temperatura corporal, a balan¸ca e o de pressão arterial. No caso dos sensores de monitoriza¸cão ambiental utilizaram-se o de fluxo de água, o de temperatura e humidade e o de abertura de portas.

Esta constitui¸cão da plataforma permitiu monitorizar em tempo real os parâmetros fisiológicos do indiv´ıduo, foi poss´ıvel verificar na interface gráfica da aplica¸cão os valores obtidos, especialmente a onda de registo da actividade eléctrica do cora¸cão, permitindo visualizar em tempo real o electrocardiograma real do indiv´ıduo, como representado na Figura 5.9.

Para além disso, foram testados vários cenários onde a aplica¸cão deveria determinar e emitir alertas para o exterior se alguma situa¸cão anormal fosse detectada, tanto em casos relacionados com problemas de saúde tanto como em situa¸cões de quebras de rotina do paciente.

5.3. TESTES DA PLATAFORMA 99

Figura 5.9 – Detec¸c˜ao e alerta de um caso de quebra de rotina.

O primeiro cenário consistiu num teste de rotina matinal, onde a aplica¸cão deveria de ser capaz de detectar a ausência de eventos dos sensores residenciais durante a manhã. Desta forma poder-se-ia detectar algum problema que poderia ter ocorrido com o paciente, normalmente de manhã um indiv´ıduo após acordar, é muito provável que a sua interaçcão com a habita¸cão dispare um dos sensores residenciais, como por exemplo abertura da água accionando o sensor de fluxo, ou abertura ou fecho de uma porta, por exemplo do quarto ou casa de banho. Se a aplica¸cão durante a manhã num per´ıodo de 6 horas não detectar um evento deste género esta deve enviar um alerta para o exterior de forma a informar o provedor de saúde ou familiar do sucedido para que estes possam averiguar o que realmente aconteceu com o indiv´ıduo.

Para testar a aplica¸cão num cenário deste género, durante o per´ıodo da manhã, não foi gerada qualquer informa¸cão destes tipos de sensores residenciais, a aplica¸cão de hora a hora foi aumentando o estado de alerta que é representado de forma visual pelas cores da barra situada na zona inferior (Fig.5.9). Por volta das 11 horas chegou ao n´ıvel de alerta máximo, representado a vermelho, neste momento, a aplica¸cão foi capaz de enviar uma SMS para um número de telemóvel predefinido, onde notifica

o problema que lhe deu origem. Desta forma foi confirmado que a aplica¸cão é capaz de detectar e emitir o aviso correspondente, esta capacidade pode ser bastante útil de forma a detectar por exemplo problemas de imobilidade de um paciente podendo alertar o provedor de saúde ou até um familiar para que lhe possam prestar auxilio.

Por outro lado, a aplica¸cão também foi capaz de interpretar e emitir alertas quando detectadas situa¸cões de saúde anormais, tais como na temperatura corporal, e na avalia¸cão do estado da pressão arterial do indiv´ıduo. A Figura 5.10 mostra uma avalia¸cão da pressão arterial do indiv´ıduo, onde a aplica¸cão foi capaz de determinar que esta se encontrava no estado normal alto.

Figura 5.10 – Avalia¸c˜ao do estado da press˜ao arterial do indiv´ıduo.

5.3.2 Cen´ario de enfermaria

Nesta situa¸cão, foi utilizada a aplica¸cão para monitorizar 8 indiv´ıduos em simultâneo, para representar um cenário de enfermaria, o sistema foi montado com doze sensores a funcionar em simultâneo onde foram gerados alarmes, emitidos SMS e monitori- zados parâmetros vitais com:

• _{1 m´odulo a enviar um ECG a partir de uma pessoa;}

• _{6 m´odulos a enviar um sinal e simular o ECG;}

• 1 m´odulo que envia o sinal de oximetria;

• _{1 m´odulo para a balan¸ca;}

• 1 m´odulo sensor de abertura de portas;

5.3. TESTES DA PLATAFORMA 101

• _{1 m´odulo para a press˜ao arterial.}

Foram então enviados sete sinais de ECG em simultâneo, e um de oximetria amos- trado à taxa do ECG. Isto significa que o sistema deveria permitir monitorizar oito ECG em simultâneo, sinais que exigem maior frequência de amostragem, e consequentemente, requer maior processamento da parte da aplica¸cão para analisar, processar e representar os dados obtidos, em conjunto com outros sensores de menor débito de dados.

Os testes foram realizados no laboratório, na Figura 5.11 podemos observar o com- putador que executa a aplica¸cão, à sua esquerda, a esta¸cão base ZigBee utilizada e o terminal GSM Nokia 6220 que fornece a capacidade de comunica¸cão com o exterior.

Figura 5.11 – Esta¸c˜ao base e terminal GSM.

A Figura5.12 apresenta os sensores e respectivos módulos de comunica¸cão sem fios, 6 dos quais tem como fun¸cão enviar para a esta¸cão base uma simula¸cão do ECG, pode-se observar também a balan¸ca e sensor de porta utilizado conectados aos seus respectivos módulos de comunica¸cão. Toda a informa¸cão obtida através dos sensores é apresentada na interface da aplica¸cão.

Na Figura 5.13 pode-se observar um indiv´ıduo que possui a si acoplado o sensor de electrocardiograma, este sensor permitiu monitorizar em tempo real a actividade superficial eléctrica do seu cora¸cão. A sua capacidade de transmissão de dados sem

Figura 5.12 – Sensores e respectivos m´odulos de ECG simulado, balan¸ca e porta.

fios oferece ao sujeito a capacidade de mobilidade essencial para a realiza¸cão das suas actividades quotidianas. A informa¸cão deste sensor é obtida pelo módulo de comunica¸cões que tem como fun¸cão enviar a informa¸cão recolhida para a esta¸cão base que por sua vez a redirecciona para a aplica¸cão.

Figura 5.13 – Paciente com um sensor de ECG sem fios.

O sensor de oximetria utilizado neste teste, é apresentado na Figura5.14, este apenas necessita de estar acoplado ao dedo do paciente. É semelhante aos dispositivos encontrados nos hospitais no entanto, como podemos observar, não necessita de fios

5.3. TESTES DA PLATAFORMA 103

para transmitir as informa¸cões recolhidas. A comunica¸cão é realizada através dos módulos de comunica¸cão sem fios ZigBee, o que oferece uma grande mobilidade ao utilizador.

Figura 5.14 – Sensor de oximetria de pulso sem fios.

A interface inicial do software de monitoriza¸cão é apresentada na Figura5.15, onde podemos visualizar a foto de cada paciente que estava a ser monitorizado. Cada foto funciona como um botão, que quando pressionado abre a interface individual de cada paciente, esta interface tem como fun¸cão representar a informa¸cão obtida pelos sensores pertencentes ao respectivo utilizador. A Figura 5.16 demonstra a interface gráfica que apresenta a informa¸cão de monitoriza¸cão de cada paciente.

No final deste teste, a aplica¸cão demonstrou ser capaz de funcionar bem neste tipo de cenário. Foi capaz de apresentar de forma correcta a informa¸cão obtida pelos doze sensores utilizados na plataforma. Os ´ıcones de bateria dos sensores funciona- ram de forma correcta tal como o ´ıcone de rede dos sensores de ECG. Os alertas, tanto de voz como de mensagens, foram disparados quando as situa¸cões anormais surgiram. Porém foi poss´ıvel verificar um ligeiro atraso na representa¸cão gráfica do electrocardiograma, quando os 7 sensores de ECG transmitem em simultâneo, isto é devido à enorme quantidade de dados gerados a uma taxa elevada, que a aplica¸cão tem de converter e representar.

Figura 5.15 – Interface gr´afica inicial.

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Conclus˜oes e trabalho futuro

Os sistemas de monitoriza¸cão de saúde à distância, num futuro próximo irão tornar- se uma realidade, o processo do envelhecimento da popula¸cão na Europa e no resto do mundo, especialmente nos pa´ıses industrializados, tem levado nos últimos anos ao aumento de pesquisas e desenvolvimento nesta área. Estes tipos de sistemas, que utilizam a tecnologia para apoiar e acompanhar a saúde em qualquer momento e em qualquer parte, revelam-se bastante atractivos para resolver tanto problemas socioeconómicos como compensar a falta de recursos humanos para realizar o acom- panhamento de saúde deste tipo de popula¸cão.

O trabalho descrito demonstra o quanto é complexa a elabora¸cão destes tipos de sistemas, devido à necessidade de interoperabilidade entre uma grande quantidade de tecnologias diferentes, que muitas das vezes não foram criadas para esse fim. Neste trabalho, foi necessário investigar diversos tipos de tecnologias existentes em diversas áreas, desde sistemas de comunica¸cão sem fios de baixa potência, proto- colos de comunica¸cão, tipos de sensores para monitoriza¸cão de parâmetros vitais e residenciais, linguagem de programa¸cão JAVA, até aos sistemas de comunica¸cões móveis (GSM), o que permitiu desenvolver o conjunto de hardware e software rela- tado. Bem como desenhar a sintaxe do protocolo de comunica¸cão para interligar os

componentes do sistema.

No final foi poss´ıvel obter um sistema completo, que permitiu realizar testes em situa¸cões e cenários distintos, os objectivos foram alcan¸cados com êxito, pois a plataforma foi capaz de realizar com sucesso a monitoriza¸cão de sinais vitais tanto de um paciente como de oito em simultâneo tal como de parâmetros do meio envolvente. Foi também capaz de detectar as situa¸cões anormais dos sinais vitais dos paciente e alertar o problema tanto para o exterior como para o interior da habita¸cão ou enfermaria, quanto às situa¸cões de quebra de rotina também foram detectadas de forma correcta e os seus respectivos alertas foram disparados. Nos testes realizados, foi poss´ıvel detectar ligeiros atrasos no processamento e representa¸cão do electrocardiograma, quando os 8 sensores de ECG transmitem em simultâneo (cenário de enfermaria), pois a enorme quantidade de dados gerados a uma taxa tão elevada requer um elevado poder de processamento por parte da CPU onde a aplica¸cão é executada.

Para que estes sistemas possam ser aplicados em situa¸cões de monitoriza¸cão em ambientes reais, ainda existe um longo caminho a percorrer, desde a necessidade de desenvolver novos algoritmos inteligentes para detectar atempadamente problemas se saúde que possam surgir. No entanto é essencial deferir determinados aspectos fundamentais, como o padrão de tecnologia sem fios que se deve adoptar (ZigBee,

Bluetooth, Ant, entre outros) de forma a tornar os dispositivos de diferentes fornece-

dores interoperáveis entre si, tal como reduzir ainda mais o tamanho e consumo dos sensores e dos módulos de comunica¸cão. Só desta forma o utilizador final poderá aceitar a entrada deste tipo de tecnologia no seu quotidiano, pois a necessidade de mobilidade e conforto especialmente nas suas habita¸cões é um aspecto fundamental.

Relativamente à evolu¸cão da aplica¸cão ao n´ıvel da identifica¸cão de perfis, admite- se que ainda poderão ser adicionados vários passos, o mais importante na parte da simula¸cão/recolha de dados relativos à monitoriza¸cão dos hábitos diários num determinado contexto uma pessoa com uma determinada patologia (e.g o caso diabetes), por outro lado os dados recolhidos deverão estar dentro de uma janela temporal de aproximadamente 365 dias (de forma a existir estat´ıstica). Os dados

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recolhidos deveram ser alvo de uma análise mais profissional, em termos médicos. Os algoritmos de inspira¸cão natural tratarão de olhar para os dados e encontrar um perfil para o indiv´ıduo (paciente) e entretanto toda a gestão alarm´ıstica do sistema será comandada por métricas a estabelecer entre o perfil obtido pelo algoritmo genético/teoria da cren¸ca.

A dinâmica que se pretende impor ao ajuste cont´ınuo do perfil, apesar de exigir mais e diferentes algoritmos, poderá constituir a inova¸cão e também uma mais-valia comercial deste sistema, visto o interesse permanente na monitoriza¸cão de pacientes, que têm muitas vezes associadas as inevitáveis consequências da degrada¸cão da qualidade de vida.

E tamb´em de salientar que no decurso deste trabalho foi elaborado, submetido, aceite e publicado o artigo “A Platform with Combined Evironmental and Physi- cal Wireless Data Acquisition for AAL Applications” na conferˆencia International

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