Saúde Digital
Desenvolvimento de Soluções
com
o Node-RED
Queirós
Ricardo
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ISBN edição impressa: 978-972-722-944-4 1.ª edição impressa: setembro de 2024
Paginação: Carlos Mendes
Impressão e acabamento: Tipografia Lousanense, Lda. – Lousã
Depósito Legal n.º 536690/24
Capa: José M. Ferrão – Look-Ahead
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4. Fluxos e Nós
4.1 Conceitos principais
4.2 Entrada e saída de dados
4.3.1.4
4.3.1.5
5. Nós de UI
5.1 Layout
5.2 Tipos de nós
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.2.5
5.2.6
5.2.7
5.2.8
5.2.12
5.2.13
5.2.14
6.
6.3
6.4
6.5
7. Nós
7.1
7.2.7
7.3
7.4
8.
8.1
8.2
8.3
Prefácio
“Quando tudo na nossa vida é digital, a saúde não pode ficar para trás.” A frase não é minha, mas sim do primeiro Secretário de Estado para a Transição Digital português.
Nesta era digital, no cruzamento entre a tecnologia e a saúde, vivemos um momento singular, em que a inovação tem o poder de transformar a forma como vivemos. Se há algo nesta matéria que a pandemia de covid-19 nos mostrou é que virtual não significa distante.
Em Saúde Digital: Desenvolvimento de Soluções com o Node-RED, Ricardo Queirós, com a sua vasta experiência na área das tecnologias e uma paixão evidente pelo desenvolvimento de soluções digitais, mergulha no mundo da Saúde Digital, captando esta interceção de uma forma brilhante, conduzindo os leitores com a ousadia de quem sabe que a inovação não é apenas uma possibilidade, mas antes uma necessidade.
O seu conhecimento técnico profundo é equilibrado por uma competência invulgar: a de tornar conceitos complexos acessíveis a todos, independentemente do grau de familiaridade do leitor com a tecnologia.
O Node-RED, uma plataforma de desenvolvimento visual que facilita a criação de fluxos de trabalho integrados, é o fio condutor deste livro. Mas esta obra vai muito além de ensinar comandos e funções, ela revela o poder transformador do Node-RED na criação de soluções para a saúde, em que a tecnologia atua como aliada na promoção da saúde, potenciando diagnósticos, tratamentos e a própria gestão da informação clínica. Ao folhear estas páginas, o leitor será convidado a repensar paradigmas e a explorar novas formas de atuação, transformando ideias em soluções práticas.
O livro é dividido de forma a proporcionar uma aprendizagem sistematizada e progressiva. Ricardo Queirós começa, assim, pelo básico, com uma introdução aos principais conceitos que envolvem a saúde digital, expondo, seguidamente,
os fundamentos do Node-RED, que são apresentados com clareza e precisão. Cada capítulo é uma construção cuidadosa que prepara o leitor para o próximo desafio, culminando na apresentação de projetos aplicados no mundo real.
Seria, contudo, uma visão incompleta do livro se não mencionasse o seu maior fator diferenciador: a capacidade de inspirar. A cada capítulo, somos lembrados de que a tecnologia, quando bem utilizada, é uma aliada poderosa da vida. Não se trata apenas de automatizar processos, mas sim de humanizá-los. Não se trata apenas de recolher dados, mas de interpretá-los com inteligência e sensibilidade. Não se trata apenas de conectar dispositivos, mas de conectar pessoas a uma experiência mais eficiente e personalizada.
Na verdade, o que também realmente diferencia este livro é a forma como Ricardo Queirós nos convida a pensar fora da caixa, mostrando-nos, com a abordagem certa, que cada linha de código escrita pode representar um avanço na qualidade de vida, que cada fluxo construído pode ser um passo rumo a um atendimento mais ágil, e que cada solução implementada pode significar um futuro mais saudável para todos.
Em tempos em que a saúde é um dos maiores pilares das nossas sociedades, a digitalização surge como um recurso imprescindível. Esta obra é, assim, mais do que um guia técnico: é um convite à transformação. É um verdadeiro call for action para que todos nós, desde programadores a gestores em saúde, possamos desempenhar um papel ativo na construção de um futuro mais conectado, eficiente e saudável.
Ricardo Queirós não nos entrega apenas um livro ou manual, ele oferece-nos uma visão. E, tenhamos como certo, no final deste livro, não seremos os mesmos. Seremos, sem dúvida, mais preparados, mais conscientes e mais inspirados para desenvolver as soluções que o nosso tempo nos exige.
Que este livro inspire novas ideias, novos projetos e novas formas de fazer a diferença. O futuro da saúde digital está nas mãos de cada um de nós.
Porto, 7 de setembro de 2024
Rita Veloso
Vogal Executiva da Unidade Local de Saúde de Santo António, Porto Professora afiliada no ICBAS
Sobre o Livro
A transformação digital da nossa sociedade é uma realidade. A evolução da tecnologia tem gerado um impacto significativo em todos os setores da nossa sociedade, especialmente na área da saúde, na qual inúmeras inovações têm emergido em diferentes contextos. Esta evolução meteórica deu origem ao termo “saúde digital” (eHealth, em inglês), que pode ser definido como o uso das tecnologias da informação e comunicação (TIC) para melhorar a prestação de serviços de saúde e, assim, ajudar a melhorar a qualidade de vida das pessoas. A saúde digital abrange uma ampla gama de áreas que usam a tecnologia para aperfeiçoar a prestação de cuidados de saúde, a eficiência operacional e a experiência do paciente. De entre as áreas de aplicação da saúde digital destacam-se a telemedicina, os registos médicos eletrónicos, as aplicações móveis de saúde (mHealth) e as últimas tendências como a Inteligência Artificial (IA), a Realidade Virtual (RV) e Aumentada (RA), e a Internet das Coisas (Internet of Things – IoT).
O que posso encontrar neste livro?
Esta obra tem como pano de fundo o universo da saúde digital, com a partilha dos seus conceitos fundamentais e o desenvolvimento de aplicações na área da saúde, e encontra-se organizada em duas partes.
A primeira parte, mais teórica, divide-se em dois capítulos. O primeiro define o conceito de saúde digital e apresenta um histórico da sua evolução até aos dias de hoje. Em seguida, são explorados os diversos domínios da saúde digital, desde os registos médicos eletrónicos e telemedicina até às tecnologias emergentes, como a IA e a RV. São discutidos também os principais equipamentos e tecnologias usados em cada domínio. Por fim, o capítulo enumera as principais tendências futuras, incluindo avanços tecnológicos, novos modelos de cuidados de saúde e questões éticas, encorajando a reflexão sobre o papel dos profissionais de saúde na adoção e implementação da saúde digital. O segundo capítulo dá especial destaque à saúde móvel (mHealth) e aos seus diversos domínios.
A mHealth abrange uma ampla gama de aplicações e dispositivos que revolucionam a forma como as pessoas gerem a sua saúde no dia a dia. Desde apps de fitness e monitorização de exercícios até plataformas de nutrição e dietas personalizadas, a mHealth oferece soluções inovadoras para promover um estilo de vida saudável.
A segunda parte, mais prática, tem seis capítulos. No Capítulo 3, é apresentado o Node-RED, uma ferramenta de desenvolvimento visual, baseada em fluxos e nós, criada originalmente pela IBM, que permite conectar dispositivos de hardware, Application Programming Interface (API) e serviços online, como parte da IoT. No Capítulo 4, exploram-se os conceitos fundamentais do Node-RED, como os fluxos e os nós, assim como o ambiente de desenvolvimento desta ferramenta. Os restantes capítulos são dedicados à apresentação dos vários tipos de nós do Node-RED que permitirão a criação de fluxos automatizados para a criação de protótipos. O último capítulo destina-se a apresentar três projetos na área da saúde digital, desenvolvidos em Node-RED.
Público-alvo
Sendo a saúde digital um tema que interseta as áreas da saúde e da tecnologia, esta obra será de leitura obrigatória para todos os interessados nestas duas áreas, podendo ser aplicada em dois contextos distintos: empresarial e educacional. Deste modo, poder-se-á dizer que o público-alvo deste livro é bastante alargado. No entanto, é principalmente importante para:
Estudantes das áreas da saúde, engenharia ou ciências da computação – alunos universitários ou de cursos técnicos interessados em aumentar as suas competências e conhecimentos práticos nas áreas da saúde digital, IoT e programação;
Profissionais da saúde e bem-estar – pessoas das áreas da saúde, nomeadamente, universidades, hospitais e unidades de saúde, laboratórios de investigação clínica, empresas farmacêuticas e de dispositivos médicos, empresas de informática médica, empresas de biotecnologia, empresas de consultadoria e organismos públicos que desejam compreender melhor como aplicar a tecnologia para melhorar os serviços de saúde;
Programadores iniciantes – pessoas interessadas em começar a trabalhar com IoT e Node-RED, mas com conhecimento limitado ou nenhum conhecimento prévio em desenvolvimento de aplicações;
Empreendedores e entusiastas – pessoas interessadas em criar soluções inovadoras na interseção entre tecnologia e saúde, que podem estar a planear ou mesmo a trabalhar em startups ou projetos relacionados com a área da saúde digital.
É também uma obra fundamental para todos aqueles que se pretendem colocar rapidamente a par de todas as novidades introduzidas pela saúde digital, desde a IA até à IoT, e queiram reciclar os seus conhecimentos.
Convenções
Ao longo deste livro, optou-se por seguir um conjunto de convenções que facilitam a interpretação do texto e do código apresentados. Assim, todas as notas ou observações poderão ser encontradas no interior de uma secção semelhante à seguinte:
N Nota importante
Esta é uma nota ou observação importante.
Organização do livro
Como referido anteriormente, esta obra está organizada em duas partes (Figura 1), nomeadamente a introdução à saúde digital e a introdução à plataforma Node-RED.
CAPÍTULO 4 FLUXOS E NÓS
DEFINIÇÃO
DOMÍNIOS
FITNESS E EXERCÍCIOS
NUTRIÇÃO E DIETA
REGISTOS DE SAÚDE ELETRÓNICOS
TELEMEDICINA
SAÚDE MÓVEL
INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
INTEROPERABILIDADE
EVOLUÇÃO TENDÊNCIAS
CAPÍTULO 1 FUNDAMENTOS DA SAÚDE DIGITAL
SAÚDE MENTAL
SAÚDE SEXUAL E REPRODUTIVA
GESTÃO DE SAÚDE GERAL
CAPÍTULO 2 SAÚDE MÓVEL
PARTE I INTRODUÇÃO À SAÚDE DIGITAL
CAPÍTULO 3 INTRODUÇÃO AO NODE-RED
NÓS DE UI
NÓS DE REDE
NÓS AUXILIARES
CAPÍTULOS 5-7 TIPOS DE NÓS
CAPÍTULO 8 PROJETOS
PARTE II INTRODUÇÃO AO NODE-RED
Os capítulos podem ser lidos sequencialmente ou, se o leitor preferir, de forma alternada. No entanto, para uma compreensão mais aprofundada dos exemplos práticos na segunda parte, e caso não possua conhecimento sobre saúde digital, é recomendável uma leitura prévia dos capítulos iniciais, que tratam dos fundamentos da saúde digital.
Suporte
Caso o leitor encontre informação que lhe pareça incorreta ou tenha sugestões em relação ao conteúdo de alguma secção do livro, não hesite em enviar ao autor um e-mail com as suas questões: Ricardo Queirós (ricardo.queiros@gmail.com).
Eventuais alterações e uma errata serão publicadas na página do livro, no site da editora, em www.fca.pt.
Para proporcionar uma experiência de aprendizagem ainda mais completa, disponibilizamos a resolução detalhada dos exercícios nos Complementos na Web, que poderão também ser descarregados na página do livro, no site da FCA, em www.fca.pt. Aceda ao material complementar online de forma a conferir as soluções passo a passo para os exercícios propostos no livro.
Figura 1 – Estrutura da obra
Fundamentos da Saúde Digital
Este capítulo oferece uma visão global sobre os fundamentos da saúde digital. Começa-se por definir o que é a saúde digital e quais os objetivos orientadores para a sua implementação. Depois, apresenta-se a evolução histórica da saúde digital até aos dias de hoje. Em seguida, são apresentados os principais domínios em que a tecnologia é usada para melhorar a prestação de cuidados de saúde, desde os registos de saúde eletrónicos à telemedicina e à Inteligência Artificial (IA). Por fim, enumeram-se as principais tendências tecnológicas que irão moldar o setor da saúde nos próximos tempos.
1.1 Definição
A saúde digital (eHealth) define-se pelo uso das tecnologias de informação e comunicação (TIC) para melhorar a prestação de serviços de saúde e, por consequência, o bem-estar das pessoas. Os principais objetivos da saúde digital são:
Melhorar a qualidade da prestação de cuidados de saúde – usar a tecnologia para oferecer cuidados de saúde mais eficazes e centrados no paciente;
Aumentar a eficiência dos serviços de saúde – automatizar os processos, reduzir a burocracia e otimizar os fluxos de trabalho;
Promover o acesso universal à assistência médica – minimizar as barreiras geográficas, económicas e sociais para garantir o acesso equitativo à saúde;
Reduzir os custos operacionais do sistema de saúde – reduzir os custos operacionais do sistema de saúde e minimizar os desperdícios;
Promover a saúde e prevenir as doenças – capacitar as pessoas a adotarem estilos de vida saudáveis, prevenir doenças e promover a saúde em geral.
Estes são os objetivos-base para a implementação de soluções de saúde digital.
1.2 Evolução
Ao longo do tempo, a saúde digital tem evoluído de forma considerável. Esta evolução é dividida em várias fases, cada uma caracterizada pelo aparecimento de novos paradigmas e tecnologias. A Tabela 1.1 enumera as fases principais.
1.1 – Fases da evolução da saúde digital
Data
Descrição
1960–1980 Primeiros sistemas de registo de saúde eletrónica.
1980–2000 Expansão da conectividade e da telemedicina.
2000–2020 Aparecimento das aplicações móveis e wearables.
2020– Interoperabilidade e IA na saúde.
Nos primórdios da saúde digital, as instituições de saúde começaram a adotar sistemas informatizados para gerir os registos de saúde dos pacientes. Estes sistemas, embora primitivos, em comparação com as soluções atuais, representaram um grande avanço na organização e acessibilidade dos dados médicos.
Com o avanço da conectividade digital, surgiram novas oportunidades para a prestação de cuidados de saúde à distância. Embora não haja um consenso sobre o primeiro marco da telemedicina, é indiscutível que houve avanços tecnológicos que abriram o caminho para este tipo de práticas, como o telégrafo, o telefone, a rádio.
A comunicação ao longo de grandes distâncias físicas foi transformada com a invenção do telégrafo elétrico, por Samuel Morse, na década de 40 do século xix (Figura.1.1). O primeiro grande uso das telecomunicações para fins médicos ocorreu cerca de uma década depois, quando 20 mil km de cabos telegráficos foram instalados durante a Guerra Civil. O telégrafo tornou possível a comunicação remota durante a guerra, sendo usado para requisitar material médico e transmitir relatórios de baixas.
Mais tarde, a Internet (1969) e a World Wide Web (1989), criada por Tim Berners-Lee, constituíram marcos fundamentais para a comunicação e a troca de informações a nível global.
No início do novo milénio, e com os avanços das tecnologias de hardware e software, deu-se o advento das aplicações móveis (apps) e dos dispositivos vestíveis (wearables), o que fez com que a saúde digital entrasse no quotidiano das
Tabela
pessoas. Os wearables permitem, através dos seus sensores, acompanhar várias métricas, como a atividade física, o sono, a frequência cardíaca e as calorias queimadas. Ao mesmo tempo, através de tecnologias de conectividade, como o wi-fi e o Bluetooth, suportam o emparelhamento com apps dedicadas ao fornecimento de análises mais detalhadas sobre as métricas monitorizadas. Além disso, estas apps permitem aos utilizadores definir metas e, desta forma, monitorizar o seu progresso ao longo do tempo, assim como receber sugestões personalizadas para melhorar a sua saúde.
Atualmente, com o aumento do poder computacional e a disponibilidade de grandes conjuntos de dados médicos (big data), a IA e a análise de dados têm vindo a desempenhar um papel crucial na área da saúde. Por exemplo, os subcampos da IA, como a aprendizagem automática, o processamento de linguagem natural (PLN) e a visão computacional, têm vindo a ser aplicados em tarefas como a criação de assistentes virtuais de saúde, a personalização de tratamentos ou a análise de imagens médicas, entre outras.
N As raízes da IA
Na realidade, as raízes da IA na saúde remontam à década de 50 do século xx, quando os investigadores começaram a explorar algoritmos e técnicas computacionais para simular o raciocínio humano e resolver problemas complexos. No entanto, o poder computacional limitado e a falta de dados médicos na altura impediram quaisquer avanços significativos.
Além disso, a análise de grandes conjuntos de dados tem vindo a permitir a identificação de padrões que são fundamentais para promover a saúde populacional,
Figura 1.1 – Telégrafo
Fonte: Ray Shrewsberry • Pixabay
a previsão e a prevenção de surtos de doenças, a gestão de epidemias e a análise de tendências de saúde pública.
Com esta expansão meteórica, as organizações e instituições de saúde, cientes da importância dos sistemas de saúde e dos dados médicos, começaram a priorizar as questões relacionadas com a interoperabilidade de sistemas de saúde, em que o objetivo principal é integrar os dados dos pacientes de forma mais eficaz entre diferentes instituições e sistemas de saúde.
1.3 Domínios e tecnologias
Os domínios da saúde digital abrangem várias áreas em que a tecnologia é aplicada para melhorar a prestação de cuidados de saúde, facilitar o acesso à informação médica e promover melhores resultados para pacientes e profissionais de saúde. As próximas secções detalham os seguintes domínios:
Registo de saúde eletrónico (RSE);
Telemedicina;
Saúde móvel (mHealth);
IA;
Interoperabilidade.
Para cada um destes domínios, são apresentados vários exemplos práticos e as principais tecnologias associadas.
1.3.1 Registo de saúde eletrónico
Um RSE, ou, como comummente usado em inglês, Electronic Health Record (EHR), tem como objetivo armazenar informações de saúde dos pacientes de forma eletrónica, substituindo os registos em papel. Deste modo, permite o acesso rápido às informações do paciente por parte dos profissionais de saúde autorizados.
O RSE é constituído pelos dados clínicos de cada cidadão (Figura 1.2), tais como:
Informação do paciente – inclui informações pessoais, como nome, data de nascimento, sexo, endereço e informações de contacto;
Saúde Móvel
Nesta sociedade moderna, em que os dispositivos móveis se tornaram numa extensão essencial das nossas vidas, a interseção entre saúde e tecnologia móvel oferece um vasto campo de oportunidades para melhorar o nosso bem-estar e a nossa qualidade de vida. Neste capítulo, explora-se o domínio da saúde móvel, na qual a convergência entre os dispositivos móveis e as aplicações de saúde está a redefinir a forma como abordamos diversos aspetos do autocuidado e da gestão da saúde. Desde a monitorização de atividades físicas até à gestão de dietas e nutrição, da meditação à monitorização do sono e da saúde mental, a mobilidade tornou-se sinónimo de acessibilidade e conveniência no contexto da saúde. No sentido de não se tornar num mero repositório de aplicações móveis na área da saúde, este capítulo identifica as principais categorias da saúde móvel e, para cada uma, apresenta algumas das aplicações móveis mais populares e também os impactos tangíveis que têm na vida diária das pessoas.
2.1 Introdução
A tecnologia móvel está a transformar radicalmente a forma como as pessoas acedem a informações e aos serviços de saúde. Com o aumento da conectividade digital e a disseminação ubíqua de smartphones e tablets, a saúde móvel, ou mHealth, tornou-se numa ferramenta poderosa para ajudar as pessoas a gerirem melhor a sua saúde. Ao fornecer acesso instantâneo a uma ampla gama de recursos de saúde, como informações sobre condições médicas, sintomas, tratamentos e medicamentos, as apps de saúde móvel capacitam as pessoas a tomarem decisões mais informadas sobre a sua saúde.
Estas apps oferecem uma série de benefícios. Em primeiro lugar, proporcionam conveniência, permitindo que as pessoas acedam a informações de saúde e monitorizem o seu bem-estar em qualquer lugar e a qualquer momento, diretamente dos seus dispositivos móveis. Além disso, as apps são muitas vezes gratuitas ou de baixo custo, o que as torna acessíveis a um grande número de pessoas. Muitas
destas apps oferecem também personalização, adaptando-se às necessidades individuais de saúde e permitindo que as pessoas possam acompanhar o seu progresso eficazmente. Por fim, as apps de saúde móvel capacitam os utilizadores a assumir um papel mais ativo na sua própria saúde e bem-estar.
São várias as áreas da saúde em que a saúde móvel pode intervir, desde o acesso rápido à informação médica, como diretrizes de saúde, sintomas de doenças, tratamentos e medicamentos, até à telemedicina, que permite consultas médicas remotas, nas quais os pacientes podem comunicar, de forma síncrona ou assíncrona, com os profissionais de saúde (por exemplo, por meio de videochamadas), especialmente útil para pacientes em áreas remotas ou com mobilidade reduzida. Contudo, a área da saúde que mais tem sido impulsionada pelo desenvolvimento de aplicações móveis é a promoção da saúde e bem-estar. Neste contexto, uma grande variedade de apps, organizadas por várias categorias, tem surgido para promover comportamentos saudáveis e prevenir doenças. A Tabela 2.1 apresenta as principais categorias, bem como uma descrição sucinta das mesmas.
Tabela 2.1 – Categorias de aplicações móveis na área da saúde Categoria Âmbito das aplicações móveis
Fitness e exercícios
Nutrição e dieta
Saúde mental
Saúde sexual
Gestão de saúde geral
Aplicações para facilitar o registo e a monitorização de exercícios, promover o treino personalizado, etc.
Aplicações para monitorizar a ingestão de alimentos, acompanhar o peso, fornecer receitas saudáveis, oferecer planos de dieta personalizados, etc.
Aplicações para gerir a ansiedade através da meditação e exercícios de respiração, monitorizar a qualidade do sono, promover rotinas de yoga, etc.
Aplicações para fornecer informações sobre saúde sexual, monitorizar o ciclo menstrual, etc.
Aplicações para a monitorizar a saúde, gerir condições crónicas, controlar a toma de medicamentos, agendar consultas, etc.
Nas próximas secções, detalha-se cada uma destas categorias. Em cada categoria, são enumeradas as principais funcionalidades das apps correspondentes, acompanhadas de uma breve descrição e dos impactos reais que têm na vida diária das pessoas.
2.2 Fitness e exercícios
A categoria de fitness e exercícios é uma das mais populares entre as aplicações móveis de saúde. Oferecem uma grande variedade de recursos para ajudar os utilizadores a atingirem os seus objetivos físicos, tais como o registo e a monitorização de exercícios, os treinos personalizados, a definição de metas e o acompanhamento de progresso, e a partilha em redes sociais. As próximas secções destacam algumas destas funcionalidades.
2.2.1
Registo e monitorização de atividades físicas
Esta funcionalidade visa registar e monitorizar as atividades físicas diárias, como caminhadas, corridas, ciclismo, natação, entre outras. Os dados monitorizados são, tipicamente, a distância percorrida, o tempo gasto, a frequência cardíaca, as calorias queimadas e outras métricas relevantes. A monitorização dos dados é feita por intermédio de sensores instalados no telemóvel ou em wearables (relógios inteligentes, pulseiras fitness, etc.). Estes últimos, além de serem mais flexíveis e menos pesados, possuem sensores mais precisos para monitorizar a atividade física. Tipicamente, as pessoas praticam atividade física com um wearable que obtém os dados da atividade. Depois, ao emparelhá-lo com uma app especializada no telemóvel, através de Bluetooth ou wi-fi, os utilizadores têm uma visão mais detalhada das suas atividades físicas. Independentemente do dispositivo, a monitorização é feita com sensores, como o acelerómetro, o giroscópio e o GPS (Global Positioning System).
N Acelerómetros e giroscópios
Os acelerómetros e giroscópios são sensores usados nos dispositivos para medir a aceleração linear e a orientação angular de um objeto, respetivamente. A combinação de ambos é usada em apps de monitorização de atividade física para fornecer informações detalhadas sobre os movimentos do corpo, permitindo que sejam reconhecidas diferentes atividades físicas, como caminhar, correr ou subir escadas, e para auxiliar em cálculos, como a contagem de passos. Por exemplo, a corrida pode ser distinguida da caminhada com base na frequência e na amplitude dos movimentos.
Ao combinar os dados do GPS com os dos acelerómetros e giroscópios, é possível fornecer feedback, em tempo real, sobre o desempenho do utilizador durante a atividade física. Na realidade, o sensor GPS, incluído na maior parte dos dispositivos, fornece informações adicionais e mais precisas sobre a localização do utilizador, complementando os sensores anteriores em várias tarefas, nomeadamente:
Mapeamento de atividades – mapear as atividades físicas realizadas pelo utilizador num mapa digital (por exemplo, Google Maps) e, desta forma, oferecer uma visualização das rotas percorridas e dos locais visitados;
Monitorização de rotas – monitorizar a rota percorrida durante a atividade física, com informações sobre a distância total percorrida, a velocidade média e o tempo gasto em diferentes partes do percurso;
Determinação de velocidade e ritmo – calcular a velocidade instantânea e o ritmo do utilizador durante o exercício;
Análise de terreno e elevação – informar sobre o terreno e a elevação ao longo da rota, para que os utilizadores vejam quaisquer mudanças de altitude e identifiquem áreas de terreno mais desafiantes.
A Tabela 2.2 enumera alguns dos dados de atividade física mais medidos, os sensores usados e uma breve descrição.
Tabela 2.2 – Dados tipicamente medidos em aplicações de fitness e exercícios
Dados medidos Sensores Descrição
Distância percorrida GPS
Cálculo da distância com base na localização GPS.
Tempo decorrido GPS, acelerómetro Monitorização do tempo em execução.
Velocidade GPS, acelerómetro
Cálculo da velocidade com base na distância percorrida e no tempo decorrido.
Ritmo cardíaco Sensor de frequência cardíaca Monitorização da frequência cardíaca em batimentos por minuto.
Calorias queimadas Acelerómetro, sensor de frequência cardíaca
Cálculo das calorias queimadas com base na intensidade do exercício e frequência cardíaca.
Passos dados Acelerómetro Contagem dos passos com base nos movimentos detetados.
Altitude GPS
Leitura da altitude com base na localização GPS. (continua)
3
Introdução ao Node-RED
Este capítulo apresenta o Node-RED como uma plataforma de programação visual para a criação de aplicações na área da saúde. Começa por destacar os conceitos fundamentais da plataforma, nomeadamente os fluxos, os nós e as ligações entre estes. Em seguida, são enumeradas as vantagens no uso do Node-RED e é explicada a forma como se pode instalar e executar o Node-RED no computador. Para uma visão abrangente de como aplicar os conceitos fundamentais aprendidos, é feita uma demonstração prática da criação de um fluxo simples. Por fim, para familiarizar o leitor com a plataforma, é apresentado o ambiente de desenvolvimento do Node-RED.
3.1 O que é o Node-RED?
O Node-RED1 é uma plataforma de desenvolvimento visual e de código aberto2, criada, em 2013, por Nick O’Leary e Dave Conway-Jones, do grupo Emerging Technology Services, da IBM, para a prototipagem de aplicações Internet das Coisas (Internet of Things – IoT), através da conexão de dispositivos de hardware, API (Application Programming Interface) e serviços online. Desde então, tem vindo a ser desenvolvido de forma aberta e, em 2016, foi um dos projetos fundadores da JS Foundation. Em 2019, a Node.JS Foundation fundiu-se com a JS Foundation para formar a OpenJS Foundation3, organização que mantém o Node-RED até hoje.
Para a criação de aplicações, o Node-RED abstrai o conhecimento em programação, ao incluir um editor Web (Figura 3.1) em que se podem arrastar (drag-and-drop) e ligar blocos de códigos predefinidos, conhecidos como nós, para executar uma determinada tarefa. Estes nós representam diferentes funcionalidades ou operações, e as ligações entre eles definem um fluxo dos dados.
1 https://nodered.org
2 https://github.com/node-red/node-red
3 https://openjsf.org
No Node-RED, os conceitos fundamentais são os nós, as ligações e os fluxos (Figura 3.2):
Nós – blocos de construção individuais que executam uma função específica, como receber dados de uma fonte (nó de entrada), processar os dados (nó de processamento) ou enviar dados para um destino (nó de saída);
Ligações – são as conexões entre os nós. Indicam a direção e a ordem segundo a qual os dados são processados e fluem através dos diferentes nós. As ligações são feitas entre a porta de saída de um nó de origem e a porta de entrada no nó de destino;
Fluxo – coleção de nós conectados através das ligações e que definem a lógica da aplicação. Quando o fluxo é executado, os nós trocam mensagens entre si, de forma a realizar uma tarefa específica.
Figura 3.1 – Plataforma Node-RED
Figura 3.2 – Nós, ligações e fluxo
Após a definição de um fluxo, cada nó executa uma tarefa, processando os dados recebidos de acordo com a sua função predefinida, antes de os passar para o nó subsequente no fluxo, e assim sucessivamente.
3.2 Principais vantagens
O uso do Node-RED na criação de aplicações IoT na área da saúde oferece diversas vantagens, destacando-se as seguintes:
Programação visual intuitiva – a abordagem visual do Node-RED facilita a criação de lógica complexa através de uma UI (User Interface) intuitiva. Para os profissionais de saúde, esta é uma abordagem benéfica, pois podem não ter experiência avançada em programação;
Prototipagem rápida – facilidade na criação rápida de fluxos de dados, acelerando, assim, o ciclo de desenvolvimento de protótipos e o teste de diferentes abordagens antes de implementar soluções em grande escala;
Extensibilidade e flexibilidade – o ecossistema do Node-RED é extensível e possui uma grande variedade de nós predefinidos. A comunidade contribui com nós adicionais, aumentando a escalabilidade e os recursos disponíveis;
Comunicação eficiente entre dispositivos – suporte para a integração com uma grande variedade de dispositivos e serviços alojados na cloud;
Suporte a diferentes protocolos e interfaces – a plataforma suporta vários protocolos de comunicação, como o HTTP (Hypertext Transfer Protocol) e o MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), permitindo, deste modo, a integração com vários dispositivos e sistemas que suportam esses protocolos;
Código aberto e comunidade ativa – o Node-RED é uma ferramenta de código aberto, o que o torna acessível e personalizável. Além disso, a comunidade contribui constantemente com recursos e correções de bugs
Node-red-dashboard, 173
Nó(s)
Audio Out, 197
Button, 185
Catch, 226
Change, 233
Chart, 196
Colour Picker, 191
Comment, 224
Complete, 225
Date Picker, 190
Debug, 137
Delay, 238 de rede, 207 de UI, 173
Dropdown, 186
Exec, 241
Filter, 243
Form, 192
Function, 156
Gauge, 195
HTTP In, 215 Request, 212
Response, 216
Inject, 135
Json, 248
Notification, 197
Numeric, 189 Range, 234
Read File, 247
Slider, 188
Status, 228
Switch, 187, 230
Template, 199, 236
Text, 194
Text Input, 190
Trigger, 239
Ui Control, 198
Write File, 245
Nutrição e dieta(s), 21, 57
RRealidade
Aumentada, 17, 37 Virtual, 17, 37 Registo de saúde eletrónico, 6 REM, 84
REST, 209
SSaúde
mental, 21, 75 móvel, 19 sexual, 25
SNOMED CT, 33
Sono, 21, 84
T
Tabela nutricional, 58 Telemedicina, 11
V
Visão computacional, 26 VO2, 46
WebSocket, 207 Y
Yoga e alongamentos, 24
