Seminário Tecnologia Assistiva

Os Meios Eletrônicos Interativos

em Tecnologias Assistivas USP Ribeirão Preto

10 Abril de 2012

13.75 mm

80 Núcleos

Mais integrados

• 1 Teraflop por chip

(1012 operações de ponto flutuante /s)

• 2o semestre de 2006

Lâmina de 30 cm

processo 65 nm

22 mm

Visão de Futuro

Visão de Futuro

Evolução dos Processos de Microeletrônica nas três décadas (fonte: Intel)

Miniaturização do Transistor MOS 2001-2011 (fonte: Intel)

5

Tecnologia da Informação

Computação / Telecomunicação

Prontuários Eletrônicos

Viabilização das Redes

Disponibilidade

Banda-Larga

Versatilidade

Telemedicina / Telessaúde

Internet Redes para compartilhamento de

informação

Processamento de Alto Desempenho

Cluster e GRID Computing

Bionformática

Padrões de Arquiteturas de Sistemas Distribuídas

XML, WEB Services, SOA

Padrões de Conteúdo e Interoperabilidade em Informação em Saúde

HL7, DICOM

Integração de Sistemas de Informação em Saúde

Após anos 90

• Era Pré-eletrônica Prontuário em Papel

Serviço postal para envio de informações médicas

Início da Monitoração de Sinais Vitais

• Era Eletrônica Telegrafia (apoio a cirurgias)

Telefonia (voz, fax)

Rádio (terra-mar, terra-ar)

Televisão (circuitos-fechados)

Satélite

Primeiras Monitorações Eletrônica de Sinais Vitais

Saúde Digital – Histórico e Evolução

Antes

Motivação

• Envelhecimento da População

(características de países desenvolvidos)

•Tendência de Maiores Gastos de Saúde

devidos aos idosos e pacientes crônicos

• Necessidade de Sistema da área de

saúde ser mais eficiente

• Gasto público no Brasil na saúde per

capta é de 459 reais/ano (IBGE, 2008) –

Gastos de Saúde per capta nos EUA e

Europa são em média de 1770 doláres /

ano

• Desperdício e baixa eficiência

CITI-USP

Centro Interdisciplinar em

Tecnologias Interativas Núcleo de Apoio à Pesquisa da USP

Categoria Centro de Instrumentação

2012

Objetivo • Consolidar um Centro Interdisciplinar em Tecnologias

Interativas voltado para a pesquisa, a difusão e o desenvolvimento tecnológico, com foco na inovação. ▫ Este Centro terá sua área de atuação concentrada nos temas de

“Interação Humano-Computador” (IHC) e “Meios Eletrônicos Interativos” (MEI).

▫ O CITI-USP será uma plataforma para projetos multidisciplinares amplamente disponível para utilização por parte da comunidade científica seja da Universidade de São Paulo ou de instituições científicas com as quais ela mantenha laços de cooperação.

▫ promover a investigação científica multidisciplinar e experimentar vários desenvolvimentos tecnológicos de impacto no humano em áreas de grande relevância, como educação, saúde, acessibilidade, comunicação, energia, artes dentre outros.

Foco de atuação

• As tecnologias interativas compreendem duas áreas importantes de pesquisa:

▫ Meios Eletrônicos Interativos

▫ Interação Humano-Computador

▫ Subáreas:

Computação Visual (graphics, imaging, VR, AR)

Design & Usabilidade

Engenharia de áudio

Consumer electronics

novos materiais

dentre outras ....

Pesquisa

• ênfase multidisciplinar para trabalhar em problemas científicos fundamentais da simbiose humano-máquina, tanto no domínio teórico como no domínio das aplicações.

• Um melhor entendimento destes problemas e suas soluções vão afetar profundamente a vida humana. Em nossa abordagem consideramos a cognição e a engenharia de fronteira, bem como inovações tecnológicas em robótica, redes de sensores pervasivos, Internet e tecnologias interativas.

Conceitos-Chave

• Usina de Idéias (”Think-tank”) ▫ organizações que produzem pesquisas, análises e conselhos

orientados a política de temas domésticos e internacionais com a tentativa de executar decisões bem informadas sobre a política pública em questão.

• FabLab (Fábrica-Laboratório). ▫ O conceito FabLab foi proposto originalmente por Neil

Gershenfeld do MIT, e tem fortes ligações com as atividades de pesquisa científica e inovação tecnológica, em torno da possibilidade emergente de permitir às pessoas comuns não apenas aprender sobre ciência e engenharia, mas também desenvolverem projetos que gerem produtos relevantes para a melhoria da qualidade de suas vidas.

Pesquisadores Principais

• Prof. Dr. Marcelo Knorich Zuffo EP-USP

▫ Computação Visual, Saúde Digital

• Prof. Dr. Sergio Takeo Kofuji EP-USP

▫ Computação de Alto Desempenho, sensores

• Profa. Dra. Roseli de Deus Lopes EP-USP

▫ Técnicas Interativas, Educação, Acessibilidade

• Prof. Dr. Regis Rossi A. Faria ECA-RP-USP

▫ Engenharia de áudio, musical

• Prof. Dr. Vicente Odoni Filho FM-USP

▫ Oncologia pediátrica

• Profa. Dra. Graça Bressan EP-USP

▫ TV Digital, multimídia

• Prof. Dr. José Reinaldo Silva EP-USP

▫ Modelagem, design, robótica

Infraestrutura

Prédio Novo

• Área total:

▫ 1050 M2,

▫ 2 andares

▫ Térre0

FABLAB

▫ 1o andar

Sala de edição multimídia

Sala de telepresença

Lab de TV Digital

▫ 2o andar

Pesquisadores e visitantes

Projeto

FABLAB

Rede Onconet

Motivação

• O câncer é a 2ª causa mais comum de morte por doença

no Brasil

• Carência no atendimento em regiões remotas

• Superlotação nos grandes centros urbanos

• Migração intensa de pacientes

• Falta de dados confiáveis sobre o real impacto da doença

Objetivos

• Articular uma forte rede de pesquisa nacional focada na

telemedicina e telessaúde (universidades, institutos de

pesquisa, sociedades médicas e hospitais)

• Suporte para prevenção, diagnóstico e tratamento do

câncer dentro de ações integradas no controle e gestão

• Pesquisar e desenvolver um modelo de telemedicina

adequado à realidade brasileira

• Oferecer serviços avançados no auxílio a prática médica

• Homogeneizar o tratamento de pacientes de câncer,

através de protocolos avançados com melhores índices de

cura

Projeto ONCONET

Rede Nacional de Telessaúde em Oncologia

Prontuário Eletrônico de Pacientes

Protocolos de Tratamento Informatizados

Registros Hospitalares de Câncer

Videoconferência Médica

Educação à Distância

Ambiente Colaborativo em Medicina

Diagnósticos por Imagens Médicas em 3D

Processameto de Imagens Médicas

Treinamento Médico por Realidade Virtual

Anatomia Patológica

Metodologia

• Uso de software livre e padrões abertos

• Sistema de alto desempenho em clusters e grade

• Telessaúde baseada em aplicações WEB

Resultados

Câncer Adulto

• 2 milhões de pacientes

• 250 hospitais CACON

Câncer Infantil

• 5.000 crianças e adolescentes atendidos

• 49 hospitais em 15 Estados

• Ampliação do projeto para Registro Latino-

Americano

Rede Nacional de Telessaúde em Oncologia

• 19 instituições conectadas em banda larga

em 12 Estados do Brasil através da RNP2

Prêmios Recebidos

• CONIP 2007 - “Excelência na Melhoria e

Modernização de Serviços Públicos”

Aplicações e sistemas desenvolvidos

para o projeto:

Projeto ONCONET

Rede Nacional de Telessaúde em Oncologia

Interface cerebral para controle

de uma cadeira de rodas

motorizada

Cadeira de Rodas Motorizada

21

Cadeira com Interface botões

(LSI, 2010)

Interface touch

Interface touch

Interface botões

pequenos e médios

Interface sopro Interface botões grandes

Materiais

• Cadeira de Rodas Motorizada pelo LSI

Módulo Inteligente para cadeira de

rodas motorizada

Problema

Sistemas de mobilidade assistida atuais não

podem ser usados por pessoas

profundamente paralisadas.

O que é uma BCI? Brain Computer

Interface

“Uma BCI é um sistema de comunicação que não depende de caminhos de saída normais do cérebro: nervos periféricos e músculos.”

(J.R. WOLPAW ET AL., 2000)

O Projeto SiNe

• O projeto visa conceber e implementar um

protótipo de interface cerebral para

controle de uma cadeira de rodas

motorizada.

• Reconhecer padrões neurais e relacioná-los

com intenções de comando (3 comandos

de direção e 1 de parada).

• Dar segurança contra acidentes e colisões,

com sistemas auxiliares de sensores.

O EEG

• Método Invasivo Método não-invasivo

X

Materiais

• Emotiv EPOC

Realidade Aumenta Musical para

Reabilitação Motora e Cognitiva

Realidade Aumenta Musical para

Reabilitação Motora e Cognitiva

30

Parcerias AACD e ABDIM

• Realidade Aumenta Musical para Reabilitação Motora e Cognitiva

31

Parceria com AACD (musicoterapia) e ABDIM (terapia ocupacional)

Concepção, projeto e implementação de sistema completo e estudos de caso com pacientes

Melhor Artigo do SBC-SBIE 2007 - Simpósio Brasileiro de Informática na Educação

Menção Honrosa na Categoria de Poster - ORITEL 2009, 9o. Congresso Internacional de Reabilitação

Infantil

EXPERIÊNCIAS EM P&D&I

• Alta Mortalidade de FC (óbito < 18 anos)

• Estudo Multicentrico Brasileiro de Pacientes de FC

• Medir, pesquisar e comparar aspectos de novas estratégias terapêuticas para aumento expectativa de vida

• Pesquisa epidemiológica e de novos protocolos de tratamento

• Planejamento de ações assistenciais.

Registro Brasileiro de Pacientes de

Fibrose Cística

• Chip mixed mode, low voltage & low power

• Tecnologia: CMOS 0.35um

– Pacientes com monitores portáteis de ECG de até 12 canais a um baixo custo

– Diagnóstico remoto à distância de pacientes

– Redução de custo para saúde pública.

Monitoramento Cardíaco de

Pacientes à Distância