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Publicação
O Futuro da Monitorização de Idosos: Integração da Realidade Aumentada para Auxílio na Prestação de Cuidados
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 5.36 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Remote patient monitoring systems are a viable approach to address the evolving needs of
healthcare facilities. However, while conventional systems can reduce constant in-person
supervision, they require caregivers to remain near a computer, presenting a challenge since
caregiving is inherently a hands-on role and requires freedom of movement. This dissertation
project designed and implemented an augmented reality window-based interface system,
AleRa, that overlays patient information onto the caregiver’s field of vision, fetched from a FHIR
compliant server that is part of the RM4Health ITEA project’s architecture. AleRa aimed to
explore if augmented reality could enable continuous monitoring while allowing caregivers to
remain actively engaged in direct patient care, improving response time to changes in health
conditions. Sixteen participants tested the system in a case study, praising its intuitiveness,
visual quality, and strong potential as a helping tool for caregivers. Improving responsiveness
of certain interface elements, and lowering the dependency on the companion mobile app,
were the main constructive feedback, with other additional features also being suggested for
future work. Overall, the dissertation project achieved its objectives, made relevant scientific
contributions to augmented reality and health monitoring through implementation and
publications, and contributed to the dissemination of related international projects.
Os sistemas de monitorização remota de pacientes têm vindo a ganhar relevância como forma de resposta às crescentes necessidades de cuidadores e instituições de saúde. Múltiplos aspetos da vida diária podem beneficiar de monitorização remota, nomeadamente a monitorização continua de sinais vitais para deteção precoce de problemas de saúde, controlo de acessos e de localização, e gestão de prescrições e tomas de medicação. Estes sistemas têm vindo a ser explorados na literatura e observa-se que permitem reduzir a necessidade de supervisão presencial constante. No entanto, nas suas versões mais tradicionais, estes sistemas obrigam os cuidadores a permanecer próximos de um computador para aceder à informação disponibilizada. Tal entra em conflito com a natureza prática do trabalho de prestação de cuidados, que exige mobilidade, liberdade de movimentos e contacto direto com os utentes. Este projeto de dissertação, denominado AleRa, propôs-se a explorar o potencial da realidade aumentada (AR) como solução para este desafio. O sistema desenvolvido consiste principalmente numa aplicação para óculos de realidade aumentada que sobrepõe interfaces tridimensionais ao campo de visão do cuidador, complementada por uma aplicação móvel de apoio a certas funcionalidades. O projeto AleRa derivou inicialmente do caso de uso português do projeto ITEA multinacional RM4Health, e é capaz de integrar com este sistema, mais especificamente com o seu servidor FHIR de armazenamento de dados e o seu servidor de autenticação, para obter os dados médicos a apresentar nas suas interfaces AR. Visto ser um projeto multidisciplinar, envolvendo realidade aumentada, saúde e inteligência artificial, especial atenção foi dada para garantir conformidade com regulamentos de ética e de proteção de dados. Após uma revisão da literatura, identificação de requisitos, e desenho da solução, a implementação do sistema recorreu ao motor de jogo Unity, utilizando o pacote OpenXR, ao invés de pacotes de fornecedores específicos (ex.: Meta ou Microsoft), para maximizar compatibilidade com múltiplos dispositivos de AR. Em termos de interfaces, foi desenvolvido um modelo modular de janelas virtuais, em que cada janela controla o seu próprio conteúdo, as janelas são independentes do seu posicionamento. Para o sistema de posicionamento, foram implementadas duas grelhas que gerem as posições possíveis de janelas no mundo real, permitindo diferenciar entre janelas “próximas” (interativas) e “distantes” (principalmente visuais). Estas grelhas seguem os movimentos do cuidador para garantir visualização contínua de informação mesmo em movimento. Em termos de janelas específicas, foram desenvolvidos componentes para monitorização em tempo real de sinais vitais, listagem de alertas, visualização de tendências históricas dos sinais vitais, e acompanhamento da toma de medicação semanal. O sistema foi avaliado quanto à sua usabilidade e relevância de informação através de um estudo de caso com 16 participantes, divididos em três grupos. Os participantes consideraram o sistema intuitivo e de boa qualidade visual, e demonstraram forte interesse na aplicação prática deste tipo de sistemas não só em contextos profissionais de saúde, mas também nas suas próprias áreas de atividade profissional. Entre os aspetos menos positivos, identificou-se a falta de responsividade de alguns elementos da interface, a dependência do sistema na aplicação móvel, e o desconforto causado após uso prolongado devido ao peso do HMD utilizado. Os participantes sugeriram também várias novas funcionalidades, que poderão ser abordadas em trabalho futuro, como a personalização das posições das janelas, a integração de um sistema de localização de pacientes dentro de instituições (ex.: hospitais), e o enriquecimento da gestão de medicação com informações adicionais (ex.: janelas de folhetos e instruções de administração). O projeto AleRa alcançou os objetivos definidos, e contribuiu para a área de Jogos, Gráficos e Sistemas Interativos, ao propor e validar um sistema de interfaces de AR orientada para contextos de saúde, desenhado também para potencial reutilização noutros contextos profissionais, como a Indústria 4.0. Este trabalho integrou-se nas atividades do centro investigação GECAD, relacionando-se com os projetos internacionais Inno4Health e RM4Health, o que resultou também na submissão e publicação de artigos científicos em conferências e revistas indexadas.
Os sistemas de monitorização remota de pacientes têm vindo a ganhar relevância como forma de resposta às crescentes necessidades de cuidadores e instituições de saúde. Múltiplos aspetos da vida diária podem beneficiar de monitorização remota, nomeadamente a monitorização continua de sinais vitais para deteção precoce de problemas de saúde, controlo de acessos e de localização, e gestão de prescrições e tomas de medicação. Estes sistemas têm vindo a ser explorados na literatura e observa-se que permitem reduzir a necessidade de supervisão presencial constante. No entanto, nas suas versões mais tradicionais, estes sistemas obrigam os cuidadores a permanecer próximos de um computador para aceder à informação disponibilizada. Tal entra em conflito com a natureza prática do trabalho de prestação de cuidados, que exige mobilidade, liberdade de movimentos e contacto direto com os utentes. Este projeto de dissertação, denominado AleRa, propôs-se a explorar o potencial da realidade aumentada (AR) como solução para este desafio. O sistema desenvolvido consiste principalmente numa aplicação para óculos de realidade aumentada que sobrepõe interfaces tridimensionais ao campo de visão do cuidador, complementada por uma aplicação móvel de apoio a certas funcionalidades. O projeto AleRa derivou inicialmente do caso de uso português do projeto ITEA multinacional RM4Health, e é capaz de integrar com este sistema, mais especificamente com o seu servidor FHIR de armazenamento de dados e o seu servidor de autenticação, para obter os dados médicos a apresentar nas suas interfaces AR. Visto ser um projeto multidisciplinar, envolvendo realidade aumentada, saúde e inteligência artificial, especial atenção foi dada para garantir conformidade com regulamentos de ética e de proteção de dados. Após uma revisão da literatura, identificação de requisitos, e desenho da solução, a implementação do sistema recorreu ao motor de jogo Unity, utilizando o pacote OpenXR, ao invés de pacotes de fornecedores específicos (ex.: Meta ou Microsoft), para maximizar compatibilidade com múltiplos dispositivos de AR. Em termos de interfaces, foi desenvolvido um modelo modular de janelas virtuais, em que cada janela controla o seu próprio conteúdo, as janelas são independentes do seu posicionamento. Para o sistema de posicionamento, foram implementadas duas grelhas que gerem as posições possíveis de janelas no mundo real, permitindo diferenciar entre janelas “próximas” (interativas) e “distantes” (principalmente visuais). Estas grelhas seguem os movimentos do cuidador para garantir visualização contínua de informação mesmo em movimento. Em termos de janelas específicas, foram desenvolvidos componentes para monitorização em tempo real de sinais vitais, listagem de alertas, visualização de tendências históricas dos sinais vitais, e acompanhamento da toma de medicação semanal. O sistema foi avaliado quanto à sua usabilidade e relevância de informação através de um estudo de caso com 16 participantes, divididos em três grupos. Os participantes consideraram o sistema intuitivo e de boa qualidade visual, e demonstraram forte interesse na aplicação prática deste tipo de sistemas não só em contextos profissionais de saúde, mas também nas suas próprias áreas de atividade profissional. Entre os aspetos menos positivos, identificou-se a falta de responsividade de alguns elementos da interface, a dependência do sistema na aplicação móvel, e o desconforto causado após uso prolongado devido ao peso do HMD utilizado. Os participantes sugeriram também várias novas funcionalidades, que poderão ser abordadas em trabalho futuro, como a personalização das posições das janelas, a integração de um sistema de localização de pacientes dentro de instituições (ex.: hospitais), e o enriquecimento da gestão de medicação com informações adicionais (ex.: janelas de folhetos e instruções de administração). O projeto AleRa alcançou os objetivos definidos, e contribuiu para a área de Jogos, Gráficos e Sistemas Interativos, ao propor e validar um sistema de interfaces de AR orientada para contextos de saúde, desenhado também para potencial reutilização noutros contextos profissionais, como a Indústria 4.0. Este trabalho integrou-se nas atividades do centro investigação GECAD, relacionando-se com os projetos internacionais Inno4Health e RM4Health, o que resultou também na submissão e publicação de artigos científicos em conferências e revistas indexadas.
Descrição
Palavras-chave
Augmented Reality Interactive Systems Remote Monitoring Artificial Intelligence Realidade Aumentada Sistemas Interativos Monitorização Remota Inteligência Artificial