Instituto do Coração (InCor)

Laboratório de Arquitetura e Redes de Computadores (LARC)

Ericsson Telecomunicações S. A. (Brasil) Ericsson Research (Suécia)

I Workshop Ibero-Americano de Sistemas Interoperáveis em Saúde

Fevereiro/20141

Laboratório de Arquitetura e Redes de Computadores

2

• Engenharia Elétrica, Poli-USP

• Criado em Março de 1993

• Projetos com:– Ericsson Research

– Banco BRADESCO

– PETROBRÁS

– Banco ITAU

– Cisco Research

– Intel Research

Membros do Projeto

• Coordenadores

– Tereza Cristina Melo de Brito Carvalho

– Marcos Antonio Simplicio Junior

– Marco Antonio Gutierrez (InCor, PhD, Professor)

• Membros da equipe

– Rony Rogério M. Sakuragui (LARC, former PhD Student)

– Cristina K. Dominicini (LARC, former MSc Student)

– Leonardo Horn Iwaya (LARC, MSc Student)

– Bruno Medeiros de Barros (LARC, MSc Student)

– Marina S. Rebelo (InCor, PhD)

– João Henrique de Sá (InCor, MSc Student)

• Parceiros de pesquisa

– Mats Näslund (Ericsson Research, Suécia)

– Peter Håkansson (Ericsson Research, Suécia)3

VISÃO GERAL DO PROJETO

4

O Projeto

• Título: Solução de mHealth personalizadas para o Brasil

• Projeto realizado em parceria com:

– LARC (Laboratório de Arquitetura e Redes de Computadores) da EPUSP.

– Instituto do Coração (InCor).

– Ericsson Telecomunicações S. A. (Brasil).

– Ericsson Research (Suécia).

• Período: 2011 -20135

Escopo do Projeto

• Investigar o “ecossistema de saúde” ao redor do paciente

• Criar uma solução centrada no paciente para:

– Receber e prover informações de saúde ao “ecossistema de saúde”

– Implementar segurança e privacidade dos dados

– Motivar os pacientes para que tenham maior responsabilidade com a própria saúde

• Desenvolver prova de conceito do sistema (prototipar)

6

SAÚDE MÓVEL

7

Mobile Health (mHealth)

• Saúde móvel (mHealth) consiste na aplicação de computação móvel, sensores médicos e dispositivosde comunicação de forma a expandir a cobertura e melhorar a eficácia do atendimento de saúde.

8

mHealth: Publicações da OMS

• Série de reports: 2009, 2010, 2011, …

9

Tendências em mHealth

Tendência globais identificadas pela OMS (Organização Mundial da Saúde) (Fonte: mHealth - new horizons for health through mobile technologies, WHO 2011)

10

INICIATIVAS DE MHEALTH NO BRASIL

11

• Brasil: 5o maior país do mundo

– Sistema Único de Saúde (SUS) é um dos maiores sistemas de saúde pública do mundo

– +240 milhões de celulares e crescendo…

• Foco governamental na saúde

– Atendimento de Saúde Primário (Primary Health Care)

– Descentralização da Estratégia de Saúde da Família

12

mHealth no Brasil

Iniciativas de mHealth no Brasil

• Período– Junho/2011 a Novembro/2011

• 42 projetos analisados– Publicações científicas

– Relatórios técnicos

– Publicações comerciais e de produtos

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Fonte: L.H. Iwaya, M.A.L. Gomes, M.A. Simplício, T.C.M.B. Carvalho, C.K. Dominicini, R.R.M. Sakuragui, M.S. Rebelo, M.A. Gutierrez, M. Näslund, P. Håkansson, Mobile health in emerging countries: A survey of research initiatives in Brazil, International Journal of Medical Informatics, Volume 82, Issue 5, May 2013, Pages 283-298, ISSN 1386-5056, http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmedinf.2013.01.003.

Iniciativas de mHealth no Brasil

14

PDA30%

Tablet4%

Smartphone

40%

Laptop26%

Dispositivo Utilizado

Registro de paciente

28%

Coleta de dados e

Vigilância30%

Supervisão e acompanhame

nto de tratamentos

5%

Sistemas de suporte a decisão

9%

Monitoramento de paciente

28%

Projetos de mHealth no Brasil

Iniciativas de mHealth no Brasil

15

1900ral

1900ral

1900ral

1900ral

1900ral

1900ral

1900ral

1900ral

Maturidade dos projetos de mHealth

Ñ Implantado

Implantado

Universidade

52%

Instituto de

pesquisa5%

Empresa10%

Unidade de Saúde

33%

Provedores de mHealth

Iniciativas de mHealth no Brasil

16

Implementado47%

Discutido apenas

13%

Não menciona

40%

Mecanismos de segurança

Específica44%

Geral56%

Focus

Iniciativas de mHealth no Brasil

• Pontos de discussão– Agentes Comunitários de Saúde são elementos chave para

um estratégia de mHealth nacional• Foram target users em 33% dos projetos

– É importante que haja maior sinergia entre Universidades, Unidades de Saúdes e Governo

• Alguns projetos solucionam o mesmo problema, ou não chegam a ser implantados.

– 52% dos projetos não discutem questões de segurança e privacidade dos dados

17

DEFININDO CASOS DE USO EM MHEALTH

18

Casos de Uso Propostos

1. Coleta de Dados para o SIAB*

2. Monitoramento Remoto de Pacientes Crônicos

3. Diagnóstico Remoto de Unidades Básicas de Saúde

4. Acesso de Dados Médicos Centrado no Paciente

5. Uso de SMSs para tratamento de Doenças Crônicas

19

* SIAB: Sistema de Informação da Atenção Básica – parte do DATASUS

Casos de Uso Selecionados

1. Coleta de Dados para o SIAB*

2. Monitoramento Remoto de Pacientes Crônicos

3. Diagnóstico Remoto de Unidades Básicas de Saúde

4. Acesso de Dados Médicos Centrado no Paciente

5. Uso de SMSs para tratamento de Doenças Crônicas

20

* SIAB: Sistema de Informação da Atenção Básica – parte do DATASUS

Implantado

Prova de Conceito

Prova de Conceito

21

Smartphone Database Researchers

Envia Dados

HCA

• Agentes Comunitários de Saúde (ACSs) fazem a coleta de informações via smartphones.

• A Informação é geo-referenciada e transmitida com segurança para uma base de dados.

• O sistema de gerenciamento (server-side) permite o acesso aos dados por parte de pesquisadores

UC1: Coleta de Dados para o SIAB

22

UC2: Monitoramento Remoto

• O paciente é monitorado em casa por meio de sensores

• O celular funciona como um proxy seguro que retransmite os dados para o hospital

• O hospital analisa os dados e toma ações

23

UC3. Diagnóstico Remoto de Unidades Básicas de Saúde

24

UC4: Acesso de Dados Médicos

• O objetivo é que os pacientes possam facilmentegerenciar e compartilhar seus dados médicos entre instituições de saúde via smartphone

• Isso agiliza o atendimento e tomada de decisão pormeio do compartilhamento autorizado de dados

25

UC5: Uso de SMSs para tratamento de Doenças Crônicas

UC1 – GEOHEALTH: COLETA DE DADOS PARA O SIAB

26

UC1: Coleta de Dados para o SIAB

• Formulários A, B-Ges e C do SIAB

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•Formulário Base

• Informações da família e residência

Form-A

•Acompanhamentode gestantes

•Atrelado a um Form-C da criança

Form-BGes

•Acompanhamentoinfantil

•Crianças de 0 a 15 anos de idade

Form-C

UC1: GeoHealth-Cliente

• GeoHealth: sistema de coleta de dados da atenção primária à saúde adotado pelo Projeto Região Oeste (FMUSP)

28

UC1: UBS’s da Região Oeste

29

UC1: Características da População

• As UBS’s selecionadas para o uso do GeoHealth, que estão sob coordenação do FMUSP.

30

UBS Família Reg. Pessoas Reg. Núm. de ACS Condição Econômica

Vl. Nova Jaguaré

3.533 11.979 28 Classe B

Jd. Paulo VI 4.980 16.522 36 Classe C (possuí tambémacamps. sem terra)

Vl. Dalva 3.839 12.943 34 Contraste entre B e C

Jd. Boa Vista 5.344 17.810 36 Contraste entre B e C

Jd. São Jorge 4.995 16.668 36 Classe C

Jd. D’Abril 2.539 8.808 24 Contraste entre B e C(algumas favelas)

TOTAL 25.230 84.730 191

UC1: Implantação

31

Protótipo e feedback dosAgente Comunitários de Saúde

1ª versão e início de treinamentos em cada UBS

UC1: GeoHealth-WebMapa de Hipertensão e Diabetes

Exemplo de análise de dados, extração georreferenciada de dados.

32

UC1: GeoHealth-Web

• Principais funções da aplicação de gerência

– Análise das famílias cadastradas, resultados das visitas dos agentes, e produtividade das equipes

– Sincronização com a base nacional do SIAB (exportar e importar dados)

– Visualização de dados georreferenciados

33

SECOURHEALTHSEGURANÇA EM SISTEMAS DE COLETA DE DADOS

34

Requisitos Gerais

• De modo geral, a literatura apresenta 7 fatores importantes para o projeto de aplicações/dispositivos de mHealth:– Fatores pessoais de uso – destreza, visão e falta de

instrução– Modo de entrada de dados – teclas, touch ou pen stylus– Problemas físicos e tamanhos – peso, tamanho da tela e

tempo de bateria– Robustez do dispositivo – difícil/fácil de quebrar– Segurança e privacidade– Redes e conectividade– Aderência a padrões

35

Requisitos tratados pelo SecourHealth

Padrões eHealth/mHealth

Organizações de Desenvolvimento de Padrões (SDOs) ISO Technical Committee 215 (ISO/TC 215) Health Level 7 International (HL7) European Committee for Normalization (CEN) TC 251

As SDOs fornecem diretrizes (alto nível) a respeito de segurança e privacidade de dados em informática médica Enfoque em sistemas de informação hospitalares

Patient Health Records (PHR) Electronic Health Records (EHR)

A área de mHealth ainda é carente de padronizações específicas, e segurança é apenas uma delas...

“Ladies and gentlemen, the battle has begun.” ¹

36

¹Allyson Jones Labban and Clara R. Cottrell . A Brave New World Regulations and Risks Inherent in the Use of Mobile Health Devices and Applications. Journal of Healthcare Information Management (JHIM). Vol 23. N3. 2012

Requisitos - Coleta de Dados

Autenticação onlinee offline

Tolerância a atraso Proteção contra

roubos Transmissão segura

e confiável Baixo custo

computacional Compartilhamento

de aparelhos Usabilidade

37

FRAMEWORK DE SEGURANÇA PARA COLETA DE DADOS

38

SecourHealth

Do francês, “secours” significa socorrer, ou fornecer ajuda.

O framework abrange: Registro do usuário (“primeiro login”) Autenticação offline Armazenamento de dados seguro

Sem forward secrecy (Knofs) Com forward secrecy fraca (Kwfs) Com forward secrecy forte (Ksfs)

Troca de dados com o servidor Autenticação do dispositivo

39

SecourHealth

Visão de alto nível dos módulos que compõem SecourHealth

40

SecourHealth - autenticação

41Apenas a senha do usuário é necessária

SecourHealth - Armazenamento

42Gerenciamento de chaves transparente ao usuário

GeoHealth: Avaliação Geral

Eficiência:

◦ Tempo de envio dos formulários: de ~45 dias para alguns minutos.

◦ Avaliação de produtividade: era feita de modo esporádico (em 1999, relatórios de acompanhamento em menos de 43,5% das unidades); agora 100% UBS podem ter sua produtividade verificada.

◦ Priorização das visitas: de modo ad hoc basis to a para uma abordagem sistemática a partir da informação geográfica.

◦ Custo mensal/habitante: R$0.03, contra ~R$4.13 para todo Programa de Saúde da Família.

43

GeoHealth: Avaliação Geral

Qualidade dos Dados

◦ 50,4% dos profissionais não usavam os dados do SIAB devido a sua baixa qualidade; agora, 100% dos dados são validados pelo sistema.

◦ Formulários continham somente dados relacionados ao SIAB; agora foram acrescentados dados exigidos pelos epidemiologistas.

◦ Falta de endereço formal impactava ações precisas; dados geo-referenciados podem ajudar a localizar pacientes e a identificar padrões.

44

UC2: MONITORAMENTO REMOTO DE PACIENTES

45

UC2: Monitoramento Remoto

• Cenário 1 – O Paciente possui sensores e celular

– Sensores enviam dados via celular periodicamente• Celular funciona como proxy seguro/gateway

– Dados enviados com maior frequência ao hospital

46

UC2: Remote Monitoring of Patients

• Cenário 2 – Agente de saúde possui o celular

– Sensores armazenam dados localmente (e.g., SD Card)

– Dados enviados ao hospital quando o Agente visita o paciente

47

UC2: Requisitos

• Sensores configuráveis via comandos

– Taxa de freq. de entrega, tempo de uso, taxas amostragem…

• Armazenamento local

– Necessidade de armazenar dados por alguns dias (cenário 2)

• Tempo de vida da bateria

– Ao menos um dia (24h) de uso intensivo

• Aplicação Android intuitiva

– Aplicação deve ter um perfil padrão e outro avançado

• Comunicação via bluetooth

48

UC2: Arquitetura em alto nível

49

Server Application

SERVER

Secure Communication

Data Handling

Secure Storage

Logging

Client Application

CLIENT DEVICE

Secure Communication

Secure Temporary Storage

Monitoring

Sensor

Secure Communication

Secure Temporary Storage

...Monitoring

Sensor

Secure Communication

Secure Temporary Storage

UC2: Arquitetura no servidor

50

UC2: Aplicação para Android

• Aplicação alvo: eletrocardiograma

– Alta taxa de dados para desenho da curva

• Aplicação android

– Funcionamento do sensor configurado via celular (pelo perfil avançado)

• Dados salvos em diferentes arquivos

– Arquivo de resumo do monitoramento

– Mensagens com falhas em um arquivo separado

51

UC4: ACESSO DE DADOS MÉDICOS CENTRADO NO PACIENTE

52

5353

UC4: Acesso a dados médicoscentrado no paciente

• Objetivo

– Permitir que pacientes possam facilmente compartilhar seus dados médicos entre instituições de saúde via celular

– Permitir que pacientes possam facilmente gerenciar seus dados médicos

• Motivação

– O usuário é o dono dos dados e controla o acesso

– O sistema melhora as decisões médicas por facilitar o compartilhamento de dados

5454

UC4: Cenário Atual

Pacientes/Usuários precisam transportar seus prontuários e relatórios médicos de um hospital para outro.

Não vejo a hora destes arquivos virarem registros eletrônicos... Talvez seja o fim da minha dor nas costas!

5555

UC4: Cenário Atual

Usuários não possuem controle sobre seus dados médicos, privacidade é confiada ao hospital.

“Seus dados estão seguros conosco. Nós levamos muito a sério a privacidade dos nossos

pacientes.”

5656

UC4: Personal Data Sharing (PDS)

GBA Server(Telecom Operator)

Identity Provider(OpenID Provider)

PDS (Personal Data Sharing)

GBA AuthenticationOpenID SSO

OpenID SSO +OAuth

User Service Provider(Health Institution)

DOMINICINI, C. K. (2012). Uma abordagem centrada no usuário para compartilhamento e gerenciamento de dados entre aplicações WEB. Dissertação de mestrado, POLI-USP.

UC4: Componentes

57

PDS

User

Identity Provider

Health Institution

The

resource

owner

It proofs the identity

of the user

Resource and

Authorization

ServerResources

& Tokens

It wants access

to user’s

resources

It uses GBA for user

authentication

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UC4: Pontos de discussão

• Diferentes padrões de dados médicos

– O PDS foi projetado para suportar tipos de dados genéricos, de forma a não precisar entender os modelos de dados

• Modelo de confiança

– PDS pode ser mantido pelo Ministério da Saúde / SUS • Como é feito pelo projeto Canada Infoway Initiative

– PDS como uma entidade distribuída• O usuário escolhe em quem ele quer confiar

• Segurança e Privacidade

– Legislações específicas em cada Governo Federal/Estadual

5858

Próximos Passos

• Aprimoramento e Inclusão de NovosFormulários para UC1.

• Expansão da solução para outros centros.

• Implantação dos UC2 e UC4.

59

Premiação

60

• Ericsson Telecomunicações, em parceria com Faculdade de Medicina da USP, Incor e Laboratório de Arquitetura e Redes de Computadores (LARC) da Escola Politécnica da USP

Perguntas & Discussão

• Muito Obrigado!

61