Uma arquitetura de referência para sistemas de casas inteligentes de apoio ao cuidado à saúde da perspectiva de Sistemas-de-sistemas
Resumo
Sistemas de casas inteligentes para o cuidado da saúde (em inglês Health- care Supportive Home ou HSH) podem prover serviços de saúde nas residências de pacientes diagnosticados com uma ou múltiplas doenças crônicas, visando princi- palmente a melhoria da qualidade de vida e da autonomia, bem como a diminuição dos custos dos sistemas públicos de saúde. Contudo, sistemas HSH apresentam gran- des desafios principalmente no tocante ao projeto de sua arquitetura e que preci- sam ser de fato tratados visando sua alta qualidade e viabilidade econômica. Além disso, sistemas de HSH são na maioria dos casos constituı́dos por diversos outros sistemas que são complexos, independentes, distribuı́dos e heterogêneos, como por exemplo dispositivos médicos, sistemas de saúde eletrônica (e-Health), sistemas de informação em saúde, entre outros. Dessa forma, eles não devem ser tratados como sistemas monolı́ticos (como atualmente os são), mas sim como Sistemas-de-Sistemas (do inglês, Systems-of-Systems ou SoS). Nesse cenário, o principal objetivo desta tese foi contribuir para o projeto arquitetural de HSH-SoS 1 ; para isso, foi estabelecida a HomecARe, uma arquitetura de referência que dá suporte ao reúso sistemático do conhecimento técnico e de domı́nio, facilitando o projeto e desenvolvimento de HSH-SoS. Para estabelecer a HomecARe, foi adotado um processo sistemático que apoia a engenharia de arquiteturas de referência. Visando analisar a viabilidade e relevância da HomecARe, foi conduzido um amplo estudo de caso no qual a Ho- mecARe foi utilizada para projetar o DiaManT@Home, um HSH-SoS de apoio a pacientes com diabetes mellitus para a autogestão de sua doença. Resultados obti- dos evidenciaram a relevância e viabilidade da HomecARe possibilitando construir HSH-SoS reusáveis, interoperáveis, confiáveis, seguros e adaptativos, sendo inclu- sive uma contribuição inédita para a área de saúde eletrônica, e trazendo avanços nas áreas de arquitetura de referência e SoS.
Referências
Bal, M., Shen, W., Hao, Q., and Xue, H. (2011). Collaborative smart home technologies for senior independent living: A review. In 15th International Conference on Computer Supported Cooperative Work in Design (CSCWD), pages 481–488, Lausanne, Switzerland. IEEE.
Garcés, L., Ampatzoglou, A., Avgeriou, P., and Nakagawa, E. Y. (2015). A comparative analysis of reference architectures for healthcare in the ambient assisted living domain. In 2015 IEEE 28th International Symposium on Computer-Based Medical Systems, pages 270–275, Sao Carlos, SP, Brazil. IEEE.
Garcés, L., Ampatzoglou, A., Avgeriou, P., and Nakagawa, E. Y. (2017). Quality attributes and quality models for ambient assisted living software systems: A systematic mapping. Information and Software Technology, 82(Supplement C):121 – 138.
Garcés, L. and Nakagawa, E. Y. (2017). A process to establish, model and validate missions of systems-of-systems in reference architectures. In Proceedings of the Symposium on Applied Computing, SAC ’17, pages 1765–1772, New York, NY, USA. ACM.
Garcés, L., Oquendo, F., and Nakagawa, E. (2020). Assessment of reference architectures and reference models for ambient assisted living systems: Results of a systematic literature review. International Journal of E-Health and Medical Communications (IJEHMC), pages 1–31.
Garcés, L., Oquendo, F., and Nakagawa, E. Y. (2016). A quality model for aal software systems. In 2016 IEEE 29th International Symposium on Computer-Based Medical Systems (CBMS), pages 175–180, Belfast, Nothern Ireland, UK. IEEE.
Garcés, L., Oquendo, F., and Nakagawa, E. Y. (2018). Towards a taxonomy of software mediators for systems-of-systems. In Proceedings of the VII Brazilian Symposium on Software Components, Architectures, and Reuse, SBCARS ’18, pages 53–62, New York, NY, USA. ACM.
Garcés, L., Vicente, I. Z., and Nakagawa, E. Y. (2019). Software architecture of a health care supportive home system to assist patients with diabetes mellitus. In 2019 IEEE 32th International Symposium on Computer-Based Medical Systems, pages 1–4, Cordoba, Spain. IEEE.
Garcés, L. (2018). A reference architecture for healthcare supportive home systems from a systems-of-systems perspective. phdthesis,
Institute of Mathematics and Computer Sciences – ICMC at University of Sao Paulo-USP , and Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires – IRISA at Université de Bretagne-Sud – UBS.
Maeder, A. and Williams, P. (2017). Precision Healthcare through Informatics, volume MEDINFO 2017 of Studies in Health Technology and Informatics, chapter Health Smart Homes: New Challenges, pages 166–169. 2017 International Medical Informatics Assiciation (IMIA) and IOS Press, Xiamen, China.
Majumder, S., Aghayi, E., Noferesti, M., Memarzadeh-Tehran, H., Mondal, T., Pang, Z., and Deen, M. (2017). Smart homes for elderly healthcare-recent advances and research challenges. Sensors (Basel)., 17(11, 2496):2–32.
Martínez-Fernández, S., Ayala, C., Franch, X., and Marques, H. M. (2013). Benefits and Drawbacks of Reference Architectures. In Drira, K., editor, 7th European Conference on Software Architecture (ECSA)., pages 307–310, Montpellier, France. Springer Berlin Heidelberg.
Nakagawa, E. Y., Guessi, M., Maldonado, J. C., Feitosa, D., and Oquendo, F. (2014a). Consolidating a Process for the Design, Representation, and Evaluation of Reference Architectures. In 10th Working IEEE/IFIP Conference on Software Architecture (WICSA), pages 143–152, Sydney, Australia. IEEE/IFIP.
Nakagawa, E. Y., Oquendo, F., and Maldonado, J. C. (2014b). Reference Architectures. In Oussalah, M. O., editor, Software Architecture: Principles, Techniques, and Tools, chapter 2, pages 55—-82. Wiley, London, 1st edition.
Runeson, P., Host, M., Rainer, A., and Regnell, B. (2012). Case Study Research in Software Engineering: Guidelines and Examples. Wiley Publishing, USA, first edition.
Wartena, F., Muskens, J., Schmitt, L., and Petkovic, M. (2010). Continua: The reference architecture of a personal telehealth ecosystem. In 12th IEEE International Conference on e-Health Networking, Applications and Services (Healthcom), Lyon, France. IEEE.