Sistema de monitorização de sinais fisiológicos para pessoas com transtorno mental

Abstract

Nos últimos anos, tem-se verificado a vulgarização de wearables (dispositivos vestíveis) tais como smartbands, cada vez mais evoluídos tecnologicamente e a custos acessíveis. Estes equipamentos permitem fazer a monitorização contínua de sinais fisiológicos, oferecendo um vasto leque de oportunidades para o desenvolvimento de aplicações de monitorização e avaliação de saúde. No âmbito desta dissertação desenvolveu-se o protótipo de utilização laboratorial de um sistema de monitorização remota online de sinais fisiológicos para pessoas com transtorno mental. Para a recolha dos dados fisiológicos foi escolhida a wristband E4 da empresa Empatica que, por ser um dispositivo portátil e robusto, de reduzidas dimensões, sem interface para o paciente e discreto se adequa ao público alvo em questão. O sistema desenvolvido permite que os dados recolhidos sejam transmitidos para a Cloud e, com auxílio de um smartphone, uma aplicação Android funciona como gateway. Assim, é possível a receção dos dados por Bluetooth Low Energy (BLE) e a sua transmissão por Wi-Fi ou rede móvel 4G. A aplicação Android permite, ainda, a seleção dos dados que se pretende transmitir e a sua visualização numérica. Uma aplicação Web responsiva permite visualizar, na forma de gráficos, todos os dados enviados para a Cloud e também possibilita a consulta de sessões prévias. Desta forma, implementou-se um sistema de monitorização remoto que, para além de ajudar os cuidadores ou familiares a efetuar uma avaliação à distância dos pacientes, permite um atendimento mais rápido e imediato, excluindo a necessidade de deslocações e, consequentemente reduzindo os custos associados. O sistema desenvolvido foi testado laboratorialmente, de forma a avaliar todo o processo de monitorização desde a aquisição dos dados até à visualização final na interface desenvolvida. Foram realizados testes para avaliar o atraso das comunicações e compararam-se os resultados entre a comunicação por Wi-Fi e 4G. Por fim, testou-se a segurança e performance do sistema. Os resultados obtidos demonstraram um atraso menor na comunicação por Wi-Fi relativamente à comunicação por 4G, verificando-se também que não existiram perdas de dados. No que diz respeito à segurança, confirmou-se que apenas os utilizadores autenticados através do email institucional é que têm acesso à visualização dos dados.

Over the past few years there has been a widespread use of wearable devices such as smartbands, which are getting more evolved from a technological point of view and at affordable costs. These devices allow the continuous monitoring of physiological signals, offering a wide range of opportunities for the development of health monitoring and evaluation applications. Within the scope of this dissertation, the prototype for laboratory use of a system with the purpose of remote online monitoring physiological signals was developed for people with mental or disorders. In order to perform the collection of physiological data, the E4 wristband from Empatica was chosen. The developed system allows the collected data to be transmitted to the Cloud and, with the help of a smartphone, an Android application works as a gateway. This enables the reception of data via Bluetooth Low Energy (BLE) and its transmission via Wi-Fi or 4G mobile network. The Android application also allows selecting the data to be transmitted and its numerical visualization. Through a responsive Web application, all data sent to the Cloud can be viewed, in graphics, and previous sessions can be accessed. Thus, a monitoring system that helps the caregivers and family members in long distance evaluations of the patients was implemented. This program also allows faster and immediate care, eliminating the majority of travel needs and reducing associated costs. The developed system was tested in a laboratory, in order to evaluate the entire monitoring process, from data acquisition to final visualization in the interface. Tests were carried out to assess the delay in communications and the results were compared between communications over Wi-Fi and 4G. Finally, the safety and performance of the system were tested. The archived results showed a lower delay in Wi-Fi communications comparatively to 4G communications, and no data losses. Regarding security, it was confirmed that only users authenticated through an institutional email have access to the data visualization.