Vitória - Agosto/2005

CTSCentro de Tecnologia em Saúde

Prof. José Gonçalves Pereira FilhoDepartamento de Informática – UFES

zegonc@inf.ufes.br

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Introdução

• Setor de Saúde é estratégico:– Apresenta forte demanda social;

– É um dos segmentos em que a população mais se ressente de um atendimento mais ágil e eficiente.

• Setor é um grande demandante de novas tecnologias:– Investimentos em TIC podem contribuir efetivamente para

redução de custos, melhoria da qualidade e maior agilidade dos serviços de saúde oferecidos à população.

• Tendência mundial:– Aumento dos investimentos em TIC na área de Saúde e de

iniciativas governamentais de apoio ao setor;

– Crescente número de grupos de pesquisa, instituições acadêmicas, órgãos governamentais e empresas interessadas no setor.

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Situação Atual no ES• Esforços de informatização, em sua maioria, são voltados para o

controle administrativo e operacional das Unidades de Saúde.

• Pouca oferta de soluções que resultem diretamente em maior qualidade, agilidade e comodidade para os pacientes, e que auxiliem os profissionais da área de Saúde na elaboração de diagnósticos e no acompanhamento clínico dos seus pacientes, como:– Sistemas de Prontuário Eletrônico de Pacientes;

– Sistemas de trabalho colaborativo;

– Sistemas de telediagnóstico;

– Sistemas de análise e transmissão de imagens médicas,

– etc.);

• Falta de integração entre as bases de dados (redundância, dificuldade de gerência dos recursos disponíveis, etc.);

• Falta de interação entre setor público, setor privado e academia na proposição de soluções de TIC para a área de Saúde.

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Aspectos Positivos

• Interesse do Poder Público;

• Disponibilidade de novas tecnologias e serviços;

• Competências locais qualificadas: – Pesquisadores, laboratórios, programas de pós-graduação.

– Experiência prévia na realização de trabalhos na área (protótipos, pesquisas, dissertações, etc.)

• Ambiente propício para a proposição de um Centro de Tecnologia em Saúde (CTS).

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Objetivo do CTS• Desenvolvimento de pesquisas e soluções inovadoras de TIC

(hardware e software), que apresentem impacto social e/ou econômico relevantes para o setor de Saúde local e regional.

• Fortalecimento da informática médica no ES:– Capacitação de pessoal e a formação de recursos humanos através

de programas de pós-graduação e cursos de extensão;– Promoção de eventos científicos de abrangência nacional e

internacional no estado do ES;– Estabelecimento de parcerias com instituições de pesquisa nacionais

e internacionais atuantes na área visando o desenvolvimento de soluções de interesse do estado.

• Desenvolvimento de trabalhos de P&D com transferência de tecnologia para empresas do setor de Saúde e fabricantes de equipamentos hospitalares.

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Componentes Institucionais

• Centro Tecnológico da UFES– Departamentos de Engenharia Elétrica

– Departamento de Informática

• FAESA

• UVV

• EMESCAM

• CTGraphics

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Pesquisadores

• Prof. Dr. Evandro Ottoni Teatini Salles (DEL-UFES)• Prof. Dr. Marcelo Eduardo Vieira Segatto (DEL-UFES)• Prof. Dr. Rodrigo Varejão Andreão (DEL-UFES)• Prof. Dr. Teodiano Freire Bastos Filho (DEL-UFES)• Prof. Dr. Álvaro Cesar Pereira Barbosa (INF-UFES)• Profa.Dra. Maria Claudia Silva Boeres (INF-UFES)• Prof. Dr. José Gonçalves Pereira Filho (INF-UFES)• Prof. Dr. Saulo Bortolon (INF-UFES)• Prof. MSc. Rober Marcone Rosi (FAESA)• Prof. MSc. Vinícius Rosalen da Silva (UVV)• Prof. MSc. Elton Siqueira Moura (EMESCAM)• Dr. Luiz Ary Messina (CTGraphics)

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Programas Associados

• Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica– Mestrado

– Doutorado

• Programa de Pós-Graduação em Informática– Mestrado

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Propostas de Trabalhos

• Informática em Saúde– Prontuário eletrônico multimídia de pacientes

– Sistemas de manipulação e transferência de imagens médicas

– Gerenciamento de videoconferências médicas

– Ambiente “Web-based” para cadastro de dados georeferenciados no contexto do Programa de Saúde da Família

– Integração de bases de dados de sistemas de Saúde • Telemonitoramento

– Transmissão sem fio de sinais vitais entre unidade móvel e centro médico de emergência

– Sistema autônomo de monitoramento de batimentos cardíacos

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Propostas de Trabalho• Processamento de sinais e imagens médicas

– Classificação neural de doenças cardíacas baseada na energia dos coeficientes Wavelet

– Classificação de estados mentais a partir do eletroencefalograma (EEG) de indivíduos

– Sistema de análise da atividade elétrica do coração aplicada no auxílio ao diagnóstico de doenças cardíacas

– Processamento de imagens médicas para o suporte ao diagnóstico

– Plataforma de análise da atividade elétrica do coração para auxílio ao diagnóstico de doenças cardíacas

– Estudo do problema de correspondência de grafos aplicado ao reconhecimento de imagens cerebrais

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Propostas de Trabalho• Tecnologias de Apoio a Pessoas Portadoras de

Deficiência – Adaptação de uma cadeira de rodas motorizada para pessoas

portadoras de mobilidade muito reduzida ou nula

– Estudo e emprego de sensores mioelétrico, de temperatura, força e deslizamento para uso em próteses (braço, antebraço e mão artificial)

– Sistema de controle de próteses adaptativas para membros superiores

– Estudo, caracterização e modelagem de atuadores piezelétricos para próteses

– Construção de uma prótese mioelétrica de membro superior, com sensores de temperatura, força e de nível de bateria

– Sensor ultra-sônico para auxílio à locomoção de deficientes visuais

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O Campo da Telemedicina

• Brasil: dimensões continentais, diferenças sócio-econômicas entre regiões (centros especializados x centros carentes)– Ambiente propício para a execução de serviços de

Telemedicina (ex: estado do ES)

• Telemedicina: O que é, potencial de uso (valorizada), exemplos de aplicações (Telemedicina domiciliar/hospitalar, conduzindo à Telecardiologia)

• Telecardiologia: O que é, benefícios, experimentos (de sucesso) no BR e no exterior

• Competências e Experiências Locais: pesquisadores, trabalhos, laboratórios, experimentos, etc.

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O Projeto TeleCardio

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Projeto TeleCardio

• 1ª Proposta de Projeto: TeleCardio– Enfoque inicial na área de Telemedicina, destacando-se:

• aquisição, processamento e análise de sinais biológicos e imagens médicas

• desenvolvimento de middleware de serviços para aplicações móveis

• desenvolvimento de interfaces homem-máquina adaptativas

• integração de bases de dados heterogêneas e distribuídas

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Projeto TeleCardio

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Objetivos• Integração dos sub-projetos Infraware e CarDom, tendo como

meta o desenvolvimento de pesquisas acadêmicas com ênfase em aspectos de interfaces, linguagens, dispositivos dedicados, arquiteturas de sistemas móveis, etc., visando a concepção de um sistema genérico de monitoramento de pacientes em cenários variados (“indoor” e “outdoor”).

• Instalação e avaliação da solução tecnológica proposta em situações reais de uso (Hospital Universitário da UFES e Unidades de Saúde do Governo Estadual).

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Objetivos• Integração dos componentes do Centro em torno de um objetivo

específico comum

• Explorar, de maneira original, competências na área médica e tecnológica

• Melhorar a qualidade dos serviços médicos voltados a pacientes crônicos e hospitalizados em domicílio ou em alguma Unidade de Saúde, pública ou privada

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Projeto TeleCardio

• Linhas de Pesquisa do Projeto– Processamento automático do ECG ambulatorial:

• Incorporar ao sistema de monitoramento métodos originais de processamento automático do ECG ambulatorial em vista da geração de alarmes em situações de risco para a saúde do paciente, os quais serão devidamente tratados e integrados ao Middleware para sua pronta disponibilização para as diferentes aplicações

– Plataformas de suporte (“middleware”) para aplicações móveis e sensíveis ao contexto:

• Explorar o aspecto de mobilidade inerente ao telemonitoramento e a necessidade de se disponibilizar as informações dos pacientes monitorados em diferentes contextos (“Context-aware Mobile Applications” e “Middleware” de suporte)

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Projeto TeleCardio

• Temas de mestrado e IC– Tema 1: Classificação de batimentos cardíacos através de

abordagens não-supervisionadas• Estudo, implementação e comparação de diferentes métodos de

quantização vetorial na criação de classes de batimentos cardíacos (clustering) de maneira não-supervisionada. As estratégias não-supervisionadas de classificação de batimentos visam reduzir sobremaneira a tarefa do médico no ato da leitura da massa de dados geradas pelo ECG ambulatorial. Este trabalho contará com o suporte de um aluno de IC e seria integrado ao programa hoje operacional de análise do sinal de ECG feito em Matlab.

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Projeto TeleCardio

• Temas de mestrado e IC– Tema 2: Plataforma de aquisição remota de ECG ambulatorial:

• O trabalho é dividido em duas partes: (i) A primeira parte diz respeito ao desenvolvimento do sistema de aquisição de sinais ECG ambulatoriais o qual inclui: aquisição de sinais de baixa amplitude, amplificação, conversão A/D, transmissão sem fio, programa de leitura de dados da porta serial do PC e apresentação em tela. Essa primeira parte terá o suporte de dois alunos de IC; (ii) A segunda parte diz respeito a tarefas de pesquisa, entre elas podemos destacar: monitoramento e redução de ruído em sinais ECG ambulatorial (wavelets, alinhamento temporal de batimentos de mesma classe), detecção do batimento cardíaco e cálculo da freqüência cardíaca. Nesta etapa, o bolsista teria o suporte de outro aluno de IC.

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Projeto TeleCardio

• Temas de mestrado e IC– Tema 3: Integração de Bases de Dados Heterogêneas,

Distribuídas e Contextuais• Uma dos problemas mais sérios na área de TIC em saúde é a

necessidade de integração e compartilhamento de dados armazenados em diferentes sistemas que empregam diferentes formatos, modelos conceituais e tecnologias. Este trabalho tem por objetivo investigar arquiteturas, processos e linguagens para tratamento de informações, inclusive contextuais, provenientes de fontes distribuídas, heterogêneas e autônomas.

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• Temas de mestrado e IC– Tema 4: Modelos de contexto

• Um dos requisitos fundamentais nos sistemas móveis context-aware é a capacidade de manipulação e refinamento das informações contextuais provenientes das diferentes fontes de contexto, com a finalidade de torná-las disponíveis para uso, de forma transparente, para as aplicações. Este trabalho pretende investigar modelos formais e semi-formais para o tratamento de contexto numa plataforma de serviços móveis context-aware.

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Projeto TeleCardio

SensoriamentoGestão

Plataforma desuporte

“Universalização”AplicaçõesAplicações

MiddlewareMiddleware

cardomreabilita

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Cenários

RF

Ambiente “indoor”

Internet

HospitalCentro MédicoSAMU

Servidor

Cenário 1

Unidade de monitoramento

Cenário 4

Cenário 3

Ambiente externo Outdoor

Unidade móvel de emergência

Comunicação móvel celular

WiFiWiFi

Especialistamédico

Cenário 2

RF

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Beneficiários• Profissionais e usuários de serviços médicos

especializados (cardiológicos)• Serviço hospitalar e postos públicos de saúde

(redução da taxa de ocupação de leitos e maior agilidade no atendimento)

• Serviço médico de hospitalização em domicílio• Pacientes portadores de doenças cardíacas.• Academia

– Formação de pessoal (alunos de mestrado e graduação), qualificando-os a atuar numa área de inovação tecnológica.

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Parcerias• Programas de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

e Informática• Hospital Universitário e provedores de serviços de

Saúde, públicos ou privados.• Instituições de ensino e pesquisa nacionais, como por

exemplo USP, UFSC e Universidade Católica de Santos.

• Instituições de ensino e pesquisa internacionais, como por exemplo a University of Twente, na Holanda, a Universidade de Trento, na Itália, e o Institut National des Télécommunications, França.

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Cronograma de Execução

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2

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MÊSETAPA

Etapa 1: Contratação do projeto

Etapa 2: Levantamento bibliográfico

Etapa 3: Projeto do protótipo de monitoramento

Etapa 4: Construção do protótipo

Etapa 5: Integração

Etapa 6: Demonstração de Resultados

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Indicadores de Resultados• Protótipos

– Dispositivo portátil– Middleware– Aplicação hospitalar

• Produção Acadêmica Esperada– 4 (quatro) dissertações de mestrado– 4 (quatro) projetos de graduação– 2 (dois) artigos científicos– 5 (cinco) relatórios técnicos

• Seminários– 2 (dois) Workshops do projeto– 1 (um) evento científico de abrangência regional

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Estimativa de Recursos• Bolsas de Mestrado (4) e IC (3) – R$ 81960,00• Custeio:

– Serviços de Terceiros – R$ 12000,00– Material de Consumo – R$ 2500,00– Passagens (5) e diárias (20) – R$ 8500,00

• Capital– Material bibliográfico – R$ 1500,00– PCs (5) - R$ 10000,00– Notebook – R$ 5000,00 – Kit comunicação móvel celular – R$ 2000,00– Holter – R$ 6500,00

• Total: R$ 129960,00