Monitorização de dados sensoriais biomédicos através de SNMP

Abstract

A população mundial está a envelhecer, sendo que, na Europa, 5% da população tem mais de 80 anos e estima-se que este número venha a triplicar nos próximos 20 anos. Esta evolução traz consigo um novo conjunto de desafios sociais e económicos, nomeadamente no âmbito da prestação de cuidados médicos. Uma das vertentes mais importantes da prestação de cuidados médicos é a monitorização de pacientes. Os sensores biomédicos atuais são dispendiosos e funcionam com sistemas computacionais protegidos pelos fabricantes, com tecnologias próprias não partilhadas. Assim, torna-se útil a definição dum novo paradigma capaz de diminuir relevantemente os custos de aquisição, instalação e manutenção desses sistemas de monitorização. Nesta dissertação apresenta-se um modelo genérico de monitorização biomédica capaz de ser implementado em unidades hospitalares, visando a recolha de dados sensoriais biomédicos, o seu pré-processamento e eventual integração numa base de dados global (numa cloud local, por exemplo). A arquitetura permite a monitorização automática de pacientes de variados serviços de saúde com a menor intervenção humana possível, independentemente do tipo de sensor utilizado, com baixo custo de implementação e de aplicação universal. O sistema desenvolvido utiliza mecanismos normalizados para a representação da informação a monitorizar assim como para a comunicação entre as entidades da arquitetura, e que são baseados nas tecnologias amplamente utilizadas para a gestão de redes Internet. Nomeadamente, foram criadas definições para novas bases de dados específicas para monitorização e configuração de sensores biomédicos utilizando o paradigma das Management Information Bases. Além disso, o protocolo de comunicação entre as entidades da arquitetura proposta é o Simple Network Management Protocol (SNMP). Como prova de conceito foi implementado, com sucesso, um protótipo que ilustra a arquitetura proposta, incluindo o hardware dum sensor biomédico básico de baixo custo e o software dum agente SNMP e duma simples aplicação biomédica capaz gerar alertas em situações clinicamente pre-definidas por uma equipa médica.

The world population is getting old, and, in Europe, 5% of the population is over 80 years and it is estimated that this number will triple over the next 20 years. This development brings with it a new set of social and economic challenges, in particular the provision of medical care. One of the most important aspects of medical care is patient monitoring. Current biomedical sensors are expensive and work with computer systems protected by manufacturers to own technologies not shared. Thus, it is useful a new paradigm definition able to substantially reduce the costs of acquisition, installation and maintenance of these monitoring systems. This dissertation presents a generic model of biomedical monitoring to be set in hospitals in order to gather biomedical sensor data, its preprocessing and eventual inclusion in a global database (a local cloud, for example). The architecture allows automatic monitoring of various health care patients with the least possible human intervention, no matter the type of sensor used, with low cost implementation and universal application. The created system uses standard mechanisms for the representation of monitoring information, as well the communication between the entities of the architecture, which are based on widely used technologies for the Internet networks management. In particular, definitions were created for a new basis of specific data for monitoring and configuration of biomedical sensors using the paradigm of Management Information Bases. In addition, the communication protocol between the entities of the proposed architecture is the Simple Network Management Protocol (SNMP). As proof of concept, a prototype that illustrates the proposed architecture, including the lowcost basic biomedical hardware sensor and software of an SNMP agent and a simple biomedical application that can generate alerts in clinically pre-defined situations by medical team, has been successfully implemented.