Título: | UMA NOVA ABORDAGEM AUTOADAPTÁVEL PARA OTIMIZAR O USO DE DISPOSITIVOS IOT NO MONITORAMENTO DE PACIENTES USANDO O EWS | ||||||||||||
Autor: |
ANTONIO IYDA PAGANELLI |
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Colaborador(es): |
MARKUS ENDLER - Orientador |
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Catalogação: | 15/MAI/2023 | Língua(s): | INGLÊS - ESTADOS UNIDOS |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | ||||||||||
Notas: |
[pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=62522&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=62522&idi=2 |
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DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.62522 | ||||||||||||
Resumo: | |||||||||||||
A Internet das Coisas (IoT) se propõe a interligar o mundo físico e a
Internet, o que abre a possibilidade de desenvolvimento de diversas aplicações, principalmente na área da saúde. Essas aplicações requerem um grande
número de sensores para coletar informações continuamente, gerando grandes
fluxos de dados, muitas vezes excessivos, redundantes ou sem significado para
as operações do sistema. Essa geração massiva de dados de sensores desperdiça recursos computacionais para adquirir, transmitir, armazenar e processar
informações, levando à perda de eficiência desses sistemas ao longo do tempo.
Além disso, os dispositivos IoT são projetados para serem pequenos e portáteis,
alimentados por baterias, para maior mobilidade e interferência minimizada no
ambiente monitorado. No entanto, esse design também resulta em restrições
de consumo de energia, tornando a vida útil da bateria um desafio significativo que precisa ser enfrentado. Além disso, esses sistemas geralmente operam
em ambientes imprevisíveis, o que pode gerar alarmes redundantes e insignificantes, tornando-os ineficazes. No entanto, um sistema auto-adaptativo que
identifica e prevê riscos iminentes através de um sistema de pontuação de alertas antecipados (EWS) pode lidar com esses problemas. Devido ao seu baixo
custo de processamento, a referência EWS pode ser incorporada em dispositivos vestíveis e sensores, permitindo um melhor gerenciamento das taxas
de amostragem, transmissões, produção de alarmes e consumo de energia. Seguindo a ideia acima, esta tese apresenta uma solução que combina um sistema
EWS com um algoritmo auto-adaptativo em aplicações IoT de monitoramento
de pacientes. Desta forma, promovendo uma redução na aquisição e transmissão de dados , diminuindo alarmes não acionáveis e proporcionando economia
de energia para esses dispositivos. Além disso, projetamos e desenvolvemos
um protótipo de hardware capaz de embarcar nossa proposta, evidenciando a
sua viabilidade técnica. Além disso, usando nosso protótipo, coletamos dados
reais de consumo de energia dos componentes de hardware que foram usados
durante nossas simulações com dados reais de pacientes provenientes de banco
de dados públicos. Nossos experimentos demonstraram grandes benefícios com
essa abordagem, reduzindo em 87 por cento os dados amostrados, em 99 por cento a carga
total das mensagens transmitidas do dispositivo de monitoramento, 78 por cento dos
alarmes e uma economia de energia de quase 82 por cento. No entanto, a fidelidade do
monitoramento do estado clínico dos pacientes apresentou um erro absoluto
total médio de 6,8 por cento (mais ou menos 5,5 por cento), mas minimizado para 3,8 por cento (mais ou menos 2,8 por cento) em
uma configuração com menores ganhos na redução de dados. A perda de detecção total dos alarmes dependendo da configuração de frequências e janelas
de tempo analisadas ficou entre 0,5 por cento e 9,5 por cento, com exatidão do tipo de alarme
entre 89 por cento e 94 por cento. Concluindo, este trabalho apresenta uma abordagem para
o uso mais eficiente de recursos computacionais, de comunicação e de energia
para implementar aplicativos de monitoramento de pacientes baseados em IoT.
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