I Workshop Ibero-Americano de Sistemas Interoperáveis em ...

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

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• 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

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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)

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SAÚDE MÓVEL

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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.

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mHealth: Publicações da OMS

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

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Tendências em mHealth

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

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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

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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.


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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


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


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Implementado47%

Discutido apenas

13%

Não menciona

40%

Mecanismos de segurança

Específica44%

Geral56%

Focus


• 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

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DEFININDO CASOS DE USO EM MHEALTH

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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

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* 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

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

Implantado

Prova de Conceito

Prova de Conceito

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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

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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

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UC3. Diagnóstico Remoto de Unidades Básicas de Saúde

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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

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UC5: Uso de SMSs para tratamento de Doenças Crônicas

UC1 – GEOHEALTH: COLETA DE DADOS PARA O SIAB

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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)

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UC1: UBS’s da Região Oeste

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UC1: Características da População

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

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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

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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.

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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

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SECOURHEALTHSEGURANÇA EM SISTEMAS DE COLETA DE DADOS

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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

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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

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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

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FRAMEWORK DE SEGURANÇA PARA COLETA DE DADOS

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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

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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

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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

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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

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UC2: Arquitetura em alto nível

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Server Application

SERVER

Secure Communication

Data Handling

Secure Storage

Logging

Client Application

CLIENT DEVICE


Secure Temporary Storage

Monitoring

Sensor



...Monitoring

Sensor



UC2: Arquitetura no servidor

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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

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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

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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.

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Premiação

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• 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!

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