Monitoreo de pacientes con dispositivos vestibles (weareables Devices)

Marta Rosecler Bez

martabez@gmail.com Maio de 2017

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A IoT foi um grande passo na evolucao da Internet. Possibilidade de coletar dados transformando-os em informacoes que podem beneficiar a vida da populacao.

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Segundo Cisco estima-se que IoT surgiu entre 2008 e 2009. Tentando prever o futuro, imagina-se que em 2020 existirao 50 bilhoes de dispositivos conectados a Internet (EVANS, 2011).

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A força dos paradigmas

“A televisão não dará certo. As pessoas terão que ficar olhando sua tela, e a família americana não tem tempo para isso.”

New York Times, 18 de abril de 1939, na apresentação do protótipo de um aparelho de TV

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A força dos paradigmas

“Quem disser que um dia as ruas estarão coalhadas de carruagens sem cavalos, deve ser internado num asilo de

loucos”.

Dallas Tribune, em 1876, a respeito dos carros

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O dispositivo vestível, computação vestível ou, simplesmente, vestível (wearable)

representa uma roupa, calçado ou acessório possível de vestir e que possua

algum tipo de tecnologia.

(SARAIVA, 2009)

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Wearable Devices são aqueles dispositivos, anexados ao corpo do usuário, que captam inúmeros dados do ambiente e da pessoa

que está utilizando o dispositivo através de sensores, sem causar incômodo ou

atrapalhar seus movimentos. (GODINHO, 2013)

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Wearable Devices são capazes de reconhecer atividades realizadas pelos

usuários e sinais vitais, funcionando como “uma segunda pele”, sendo uma extensao

do corpo. (GODINHO, 2013), (Viseu (2003)

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1970 1980 1990 2000 2010

Evolução dos vestíveis criadas por Steve Mann

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Características

• Portátil quando está sendo usado

• Uso com as mãos livres

• Uso de sensores

• É pró-ativo

• Está sempre ligado e trabalhando

(Rhodes, 1997)

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No ano de 2016, foi comercializado 274,6 milhoes de dispositivos vestiveis no mundo todo com receita de $28,7 bilhoes. Aumento de 18,4% em relacao as vendas de 2015, onde foram vendidos 232 milhoes de unidades. De 2015 ate 2017, os smartwatches terao um crescimento de 48%. Os chamados wearable fitness (pulseiras, roupas, entre outros monitores) continuam a aumentar a sua popularidade, sendo impulsionados pelos programas de bem-estar dos EUA.

(GARTNER, 2016).

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Tipos de sensores e sua utilização

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Sensores

• Eletrocardiograma (ECG) • Pressão sanguínea • Temperatura do corpo e/ou da pele • Taxa de respiração • Saturação do oxigênio • Frequência cardíaca • Condutividade da pele (GSR –

Galvanic Skin Response)

• Som do coração • Glicose no sangue • Eletromiograma (EMG) • Eletroencefalograma (EEG) • Movimentos do corpo

- Acelerômetro - Giroscópio

• ...

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Biosinais e biosensores

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Desafios

● Desconforto ● Barulho ● Privacidade ● Fatores legais ● Moda ● Confiabilidade para HealthCare

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Wearable Devices

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Auxilia a melhora das dores nas costas por meio de jogos e cerca de 50 exercícios terapêuticos. Valedo App acompanha o desempenho e progresso dos exercícios, verifica a precisão e acurácia dos movimentos realizados e

permite o compartilhamento dos resultados com o fisioterapeuta.

https://www.valedotherapy.com/de_en/

€299.00

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€299.00

Barômetro Acelerômetro Giroscópio Magnetômetro Custo: aproximadamente 299,00 euros.

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Usa a mesma tecnologia de Oximetria de equipamentos hospitalares e permite monitorar a frequência cardíaca e a quantidade de oxigênio no sangue enquanto o bebê está dormindo.

http://www.owletcare.com/

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http://www.owletcare.com/

Monitor de batimentos cardíacos Monitor de níveis de oxigênio Aplicativo para iPhone Oximetria Custo: 249,99 dolares

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Pulseiras

– Sony SWRIO SmartBand (Black) – Fitbit Flex Wireless Activity + Sleep Wristband, Black – Microsoft Band 2 - Large

Passos, distância e calorias Acelerômetro Batimentos cardíacos, Pulsação Qualidade do sono

Passos, distância e calorias Acelerômetro Qualidade de sono

Passos, distância e calorias UV sensor Batimentos cardíacos Acelerômetro Barômetro GPS GSR (Galvanic skin response)

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Dispositivos Vestíveis • Microsoft Band 2

Passos, distância e calorias UV sensor Batimentos cardíacos Acelerômetro Barômetro GPS GSR (Galvanic skin response) Custo: R$ 174,99 dólares

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Pulseiras

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Pulseiras

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Pulseiras

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Aplicativo com a Microsoft Band

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Aplicativo com a Microsoft Band

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Aplicativo com a Microsoft Band

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Validação

• 12 usuários

• 3 atletas correndo por 10 minutos

• 3 não atletas correndo por 10 minutos

• 3 pessoas por 1 hora

• 3 pessoas por 24 horas

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Validação

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Validação

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Relógios

• Smartwatch – Samsung Gear S2 Bluetooth Smartwatch (Black)

Monitor de frequência cardíaca Barômetro Acelerômetro Giroscópio Sensor de luz ambiente GPS (apenas na versão 3G)

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Relógios

• LG G Watch W100

Monitor de frequência cardíaca Acelerômetro Giroscópio Sensor de luz ambiente GPS Compatível com Android Agenda de atividades Custo: R$ 749,00

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Relógios

• Apple Watch E-mail Telefone Monitora posição (de pé, atividade física, perda de calorias) Monitor de frequência cardíaca Barômetro Acelerômetro Giroscópio Sensor de luz ambiente GPS (apenas na versão 3G) Custo de R$ 2.889,00 a R$ 135.000,00

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Camiseta - Sensoria T-shirt

95% poliamida e 5% elastano Leve e respirável com o intuito de minimizar as flutuações da temperatura corporal. Monitores de frequência cardíaca. Alivia o desconforto através da remoção da umidade para manter o corpo seco. Pode-se lavar na máquina de lavar roupas. Custo de 149 dólares

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Meias

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Meias

Sensoria Fitness Socks

Controle da pressão das articulações do quadril e joelhos Pode ser lavada a máquina. Alivia o desconforto através da remoção da umidade para manter o corpo seco. Contabilização do número de passos. Custo de 199 dólares

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Meias

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Meias

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Dispositivos Vestíveis

• Termômetro TempTraq É macio, fino e flexível, confortável de usar e fácil de remover. É desenvolvido com materiais seguros, sendo livre de látex Controle de temperatura Controle de mudanças históricas Fixo na criança (adesivo) Custo de 19,90 dólares

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Placas de prototipação

• Raspberry PI Tamanho de um cartão de crédito Linguagem de programação Pyton Navega na internet Não possui disco rígido Possui entrada cartão SD Possui 4 portas USB Controlador de vídeo Custo de 24,95 dólares

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Placas de prototipação

• Intel Edison Tamanho de um cartão de crédito Dual core intel Navega na internet Não possui disco rígido Possui entrada cartão SD Possui 2 portas USB Suporte de desenvolvimento Arduino IDE, Eclipse (C, C++ e Pyrton) Custo de 49,99 dólares a 74,99 dólares

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Placas de prototipação

• Arduíno Processador Atmel AVR de 8 bits Permite a CPU ser conectada a outros módulos expansíveis Navega na internet Memória flash embutida Capacidade para programar em C/C++ Possui 2 portas USB Fácil de programar Custo de 24,95 dólares

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Dispositivos Vestíveis

• Placa e-Health Sensor Platform Complete Kit V2.O for Arduino, Raspberry Pi and Intel Galileo [Biometric / Medical Applications]

oxigenação sanguínea (SpO2), fluxo de ar (respiração), temperatura do corpo, eletrocardiograma (ECG), glicosímetro, resposta galvânica da pele (GSR - sudorese), pressão arterial (esfigmomanômetro), posição do paciente (acelerômetro) músculo / sensor de eletromiografia (EMG)

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Shield Conectado a placa Xbee e conectada ao módulo Wifi

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Estado da arte

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793 artigos

2010 a 2016

Estado da arte

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600 artigos

2010 a 2016

154 da base ACM 262 da base IEEE Xplore 184 da base PubMed

51 artigos duplicados

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Altura e velocidade do salto

Estimar a altura dos pulos efetuados por uma pessoa, por meio do acelerômetro e giroscópio de uma pulseira e, consequentemente, usá-la para acompanhar os atletas da equipe de vôlei da Universidade Feevale.

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Referências Bibliográficas Alemdar, H., And C. Ersoy. 2010. “Wireless Sensor Networks For Healthcare: A Survey”. Disponivel Em: <Http://Www.Sciencedirect.Com/Science/Article/Pii/S1389128610001398>. Arduino Reference Guide. Disponível Em: Https://Www.Arduino.Cc/En/Guide/Introduction Cooking Hacks, 2013. E-Health Sensor Plataform V2.0 For Arduino And Raspberry Pi. Disponivel Em: < Https://Www.Cooking-Hacks.Com/Documentation/Tutorials/Ehealth-Biometric-Sensor-Platform-Arduino-Raspberry-Pi-Medical> DOMINGO, M. C. 2012. “An Overview of the Internet of Things for People with Disabilities”. Disponivel em: < http://www.cmswire.com/cms/internet-of-things/the-internet-of-things-could-empower-people-with-disabilities-026211.php> Edison Documentation, 2016. Disponivel Em: < Https://Software.Intel.Com/En-Us/Iot/Documentation?Field_Formfactor_Tid=80494&Value=80494> EHEALTH Initiative And Foundation For Ehealth Initiative. Disponivel Em: Https://Www.Ehidc.Org/Pages/About . Examples Of Research Outcomestelemedicine’s Impact On Healthcare Cost And Quality, 2013. <Http://Www.Amdtelemedicine.Com/Telemedicine-Resources/Documents/Atatelemedicineresearchpaper_Impact-On-Healthcare-Cost-And-Quality_April2013.Pdf> Jung, S., Ahn, J. Y., Hwang, D. J., & Kim, S. (2012). An Optimization Scheme For M2m Based Patient Monitoring In Ubiquitous Healthcare Domain. International Journal Of Distributed Sensor Networks. Disponivel Em: < Http://Www.Hindawi.Com/Journals/Ijdsn/2012/708762/> Liu, C., Q. Zhu, K. A. Holroyd, And E. K. Seng, 2011. “Status And Trends Of Mobile-Health Applications For Ios Devices: A Developer’s Perspective.”.Disponivel Em: <Http://Www.Sciencedirect.Com/Science/Article/Pii/S0164121211001610 04-02-16>. WATANABE, Hyuma et al. Development of wearable heart disease monitoring and alerting system associated with smartphone. In: e-Health Networking, Applications and Services (Healthcom), 2012 IEEE 14th International Conference on. IEEE, 2012. p. 292-297.

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Referências Bibliográficas

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Referências Bibliográficas

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